第7章频域测量技术 71.1频域测量的原理 时域分析是研究信号的瞬时幅度u与时间t的变化关系, 如信号通过电路后幅度的放大、衰减或畸变等。通过时域 测量可测定电路是否工作在线性区、电路的增益是否符合 要求、时间响应特性等。例如,实际工作中常用的示波器 就是典型的时域分析仪器,我们常用它来观测信号电压随 时间的变化,但用它却无法获得信号中包含哪些频率成份 它们之间的相对幅度如何等信息,也无法得到信号通过某 个系统后是否产生了非线性失真、失真大小等信息,这些 都必须借助于频域分析完成。 2021/2/24
第7章 频域测量技术 2021/2/24 6 7.1.1 频域测量的原理 时域分析是研究信号的瞬时幅度u与时间t的变化关系， 如信号通过电路后幅度的放大、衰减或畸变等。通过时域 测量可测定电路是否工作在线性区、电路的增益是否符合 要求、时间响应特性等。例如，实际工作中常用的示波器 就是典型的时域分析仪器，我们常用它来观测信号电压随 时间的变化，但用它却无法获得信号中包含哪些频率成份、 它们之间的相对幅度如何等信息，也无法得到信号通过某 个系统后是否产生了非线性失真、失真大小等信息，这些 都必须借助于频域分析完成
第7章频域测量技术 71.1频域测量的原理 频域分析则是研究信号中各频率分量的幅值A与频率f关系,包 括线性系统频率特性的测量和信号的频谱分析。频率特性测量和频谱 分析都是以频率为自变量,以频率分量的信号值为因变量进行分析的, 通常由频率特性测试仪(扫频仪)来完成。其中,频率特性测试仪利 用扫频测量法,可直接在显示屏上显示被测电路的频率响应特性;频 谱分析仪则是对信号本身进行分析和对线性系统非线性失真系数进行 测量,从而可以确定信号所含的频率成份,了解信号的频谱占用情况, 以及线性系统的非线性失真特性 时域和频域两种分析方法都能表示同一信号的特性,它们之间必然是 可以互相转换的。时域与频域间的关系可以用傅立叶级数和傅立叶变 换来表征,因而在测得了一个信号的时域表征后,通过傅立叶变换, 可以求得其相应的频域表征;反之亦然。 2021/2/24 7
第7章 频域测量技术 2021/2/24 7 7.1.1 频域测量的原理 频域分析则是研究信号中各频率分量的幅值A与频率f的关系，包 括线性系统频率特性的测量和信号的频谱分析。频率特性测量和频谱 分析都是以频率为自变量，以频率分量的信号值为因变量进行分析的， 通常由频率特性测试仪（扫频仪）来完成。其中，频率特性测试仪利 用扫频测量法，可直接在显示屏上显示被测电路的频率响应特性；频 谱分析仪则是对信号本身进行分析和对线性系统非线性失真系数进行 测量，从而可以确定信号所含的频率成份，了解信号的频谱占用情况， 以及线性系统的非线性失真特性。 •时域和频域两种分析方法都能表示同一信号的特性，它们之间必然是 可以互相转换的。时域与频域间的关系可以用傅立叶级数和傅立叶变 换来表征，因而在测得了一个信号的时域表征后，通过傅立叶变换， 可以求得其相应的频域表征；反之亦然
第7章频域测量技术 71.1频域测量的原理 时域分析与频域分析虽然可以用来反映同一信号的特性, 但是它们分析的角度是不同的,各有适用场合。某些测量, 如测量脉冲的上升和下降时间,测量过冲和振铃等,都需 要用时域测量技术,而且只能在时域里进行测量。频域分 析法则多用于测量各种信号的电平、频率响应、频谱纯度 及谐波失真等。针对不同的实际情况,时域分析和频域分 析各有其具体适用的场合,两者是相辅相成、互为补充的。 2021/2/24
第7章 频域测量技术 2021/2/24 8 7.1.1 频域测量的原理 时域分析与频域分析虽然可以用来反映同一信号的特性， 但是它们分析的角度是不同的，各有适用场合。某些测量， 如测量脉冲的上升和下降时间，测量过冲和振铃等，都需 要用时域测量技术，而且只能在时域里进行测量。频域分 析法则多用于测量各种信号的电平、频率响应、频谱纯度 及谐波失真等。针对不同的实际情况，时域分析和频域分 析各有其具体适用的场合，两者是相辅相成、互为补充的
第7章频域测量技术 71.2频域测量的分类 根据实际应用的需求,频域分析和测量的对象和目的也各不相同, 通常有以下几种 (1)频率特性测量:主要对网络的频率特性进行测量,包括幅频特性、 相频特性、带宽及回路Q值等 (2)选频测量:利用选频电压表,通过调谐滤波的方法,选出并测量 信号中某些频率分量的大小。 (3)频谱分析:用频谱分析仪分析信号中所含的各个频率分量的幅值 功率、能量和相位关系,以及振荡信号源的相位噪声特性、空间电磁 干扰等。 4)调制度分析测量:对各种频带的射频信号进行解调,恢复调制信 号,测量其调制度,如调幅波的调幅系数、调频波的频偏、调频指数 以及它们的寄生调制参量 (5)谐波失真度测量:信号通过非线性器件都会产生新的频率分量, 俗称非线性失真。这些新的频率分量包括谐波和互调。 2021/2/24 9
第7章 频域测量技术 2021/2/24 9 7.1.2 频域测量的分类 根据实际应用的需求，频域分析和测量的对象和目的也各不相同， 通常有以下几种： （1）频率特性测量：主要对网络的频率特性进行测量，包括幅频特性、 相频特性、带宽及回路Q值等。 （2）选频测量：利用选频电压表，通过调谐滤波的方法，选出并测量 信号中某些频率分量的大小。 （3）频谱分析：用频谱分析仪分析信号中所含的各个频率分量的幅值、 功率、能量和相位关系，以及振荡信号源的相位噪声特性、空间电磁 干扰等。 （4）调制度分析测量：对各种频带的射频信号进行解调，恢复调制信 号，测量其调制度，如调幅波的调幅系数、调频波的频偏、调频指数 以及它们的寄生调制参量。 （5）谐波失真度测量：信号通过非线性器件都会产生新的频率分量， 俗称非线性失真。这些新的频率分量包括谐波和互调
第7章频域测量技术 72线性系统频率特性测量 在电路的设计、生产和调试中,经常需要了解,当某 个电路网络的输入电压恒定时,其输出电压随频率变化的 关系特性,这就是我们在测量中经常提到的网络的频率特 性(通常指幅频特性)。 2021/2/24 10
第7章 频域测量技术 2021/2/24 10 7.2 线性系统频率特性测量 在电路的设计、生产和调试中，经常需要了解，当某 个电路网络的输入电压恒定时，其输出电压随频率变化的 关系特性，这就是我们在测量中经常提到的网络的频率特 性（通常指幅频特性）