測控技術第七章ppt課件-資料下載頁
2025-05-01 06:59本頁面
【正文】 頻譜分析儀的應用 （ 1）用頻譜儀測量失真度 失真的概念 幅度失真 —— 系統(tǒng)對不同頻率的信號的輸出幅度不同，產(chǎn)生幅度失真； 相位失真 —— 系統(tǒng)對不同頻率信號相移的非線性，產(chǎn)生相位失真。 非線性失真 —— 電路中器件的非線性產(chǎn)生的失真，又稱諧波失真。非線性失真不同于幅度失真和相位失真，它使輸出信號產(chǎn)生了輸入信號中沒有的頻率成分。 非線性失真 的程度用非線性失真系數(shù) r表示，其定義為信號諧波總功率與基波功率之比的算術根，即 非線性失真 系數(shù)簡稱為失真度，通常用百分比表示。測量非線性失真的方法主要有兩種：頻譜分析法和基波抑制法。 12221 // UUPPnnnn ?????????用頻譜儀測量失真度 用頻譜儀的測量調制度 用頻譜儀測量調幅度 ： 調幅系數(shù) ma = Um /Uc , Uc = 0 dB 20/102 U s iam ??用頻譜儀測量調頻系數(shù)： 調頻波的瞬時角頻率 為 調頻系數(shù)： mf =Δω/ωm 用頻譜儀測量調頻波時是借助于貝賽爾函數(shù)的計算來確定調頻系數(shù) mf 和頻偏 Δf 的。 tt mc ???? c o s)( ??????????12)!(!)2/()1()(jkjfjfk jkjmmJ三、 系統(tǒng)的頻率特性測量 概述 如圖是利用掃頻信號發(fā)生器和示波器測量頻率特性的原理方框圖。由掃頻信號發(fā)生器、示波器、檢波器構成的專門用來測量頻率特性的儀器稱為頻率特性測試儀。頻率特性測試儀通常又稱作掃頻儀。 對于掃頻儀來說，掃頻信號的中心頻率應當是被測網(wǎng)絡通頻帶的中心頻率，掃頻寬度應略大于被測網(wǎng)絡帶寬。為此要求掃頻振蕩器的中心頻率及掃頻寬度均可獨立調節(jié)。此外，若被測網(wǎng)絡的通頻帶很窄，那么它對快速瞬變過程將不能做出快速的反應，這時掃描信號的頻率應足夠低，否則顯示的頻率將產(chǎn)生較大的失真。 多數(shù)掃頻儀本身都帶有掃頻振蕩器。按照掃頻振蕩器的類型，可將掃頻儀分為變容管掃頻儀、磁調制掃頻儀等。有的掃頻儀本身不帶掃頻振蕩器，它借助于掃頻信號發(fā)生器測量網(wǎng)絡的頻率特性，這種掃頻儀稱為通用掃頻儀。 光點掃描式通用掃頻儀 通用 掃頻儀本身沒有掃頻振蕩器，它能與各種掃頻信號發(fā)生器組合對被測網(wǎng)絡進行掃頻測量。如圖為其原理框圖。 掃頻信號發(fā)生器原理框圖 光柵增輝式掃頻儀 按顯示方式掃頻儀可分為光點掃描式和光柵增輝式掃頻儀。光點掃描式掃頻儀采用靜電偏轉示波管，其屏幕面積較小，影響測量精度的提高。光柵增輝式掃頻儀采用光柵顯示原理。如圖為其原理框圖。 （ 1）幅頻特性的形成和顯示 被測幅頻特性與鋸齒波電壓加在比較器兩端。當鋸齒波電壓等于被測信號時，比較器翻轉，積分電路產(chǎn)生負的增輝脈沖，使屏幕上出現(xiàn)一個亮點，亮點的坐標取決于掃頻信號的頻率值和幅頻特性曲線上某點的電平。水平掃描正程（或逆程）掃描一次，有數(shù)百次至數(shù)萬次垂直掃描，這樣屏幕上數(shù)百至數(shù) 萬個亮點連成一條曲線，就形 成了被測網(wǎng)絡的幅頻特性曲線。 （ 2）電子電平刻度線 利用光柵顯示圖形的原理，可在屏幕上顯示電子電平刻度和電子頻率刻度線。 當信號為一直流電平時，屏幕上顯示一條水平線，其高度正比于直流電壓值，基于這一原理可產(chǎn)生電子電平刻度線。如圖為電子電平刻度線形成的原理框圖。 （ 3）電子垂直刻度線 比較器一端輸入可調的直流電壓，另一端輸入水平掃描的三角波電壓，當三角波電壓等于參考電壓時，比較器翻轉，經(jīng)微分電路產(chǎn)生寬度為 τ的增輝脈沖。 τ約為垂直掃描周期 Ty的幾倍，故可使幾條掃描線發(fā)亮。因 暗光柵很密，故實際看到的是一個垂直亮線（嚴格地說這條線不完全垂直）。水平方向的不同位置代表不同的頻率，故每一條亮線就是一條頻率刻度線。改變比較器的參考電壓，可使頻率刻度線移動。 如圖為顯示頻率特性時的屏幕正面。 綜上所述，光柵增輝式掃頻儀采用大屏幕顯像管、電子電平刻度線和電子頻率刻度線，所以其電平和頻率測量精度比光點掃描式掃頻儀的高。
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