电子测量技术基础(张永瑞)(第2版)第03章.ppt

　　图中晶振产生1 MHz的基准信号， 并由谐波发生器产生相关的1 MHz、 2 MHz、 …、 9 MHz等基准频率， 然后通过十进制分频器(完成÷10运算)、 混频器和滤波器(完成加法或减法运算)， 最后产生4.628 MHz的输出信号。 只要选取不同次谐波进行合适的组合， 就能得到所需频率的高稳定度信号， 频率间隔可以做到0.1 Hz以下。 这种方法频率转换速度快， 频谱纯度高。 但它需要众多的混频器和滤波器， 因而显得笨重。 目前， 这种方法多用在实验室、 固定通信、 电子对抗和自动测试等领域。 　　间接合成法即锁相环路法， 图3.4-9是它的原理框图。 图中， 压控振荡器输出频率经分频后得到f/n1频率的信号， 该信号被送往鉴相器， 与来自晶振输出经n2次分频的频率为f0/n2的信号进行相位比较。 由前面关于锁相环路的介绍可知， 当f/n1=f0/n2， 即 (3.4-1) 图3.4-9　间接式频率合成器的原理框图 时， 相位锁定 输出信号按式(3.4-1)的频率输出， 且具有与f0(即晶振信号)同样的稳定度。 为了有效地锁相， 需要鉴相器的两输入信号频率足够接近。 如果两信号频率相差较大， 则可先进行鉴频， 用鉴频器的输出控制VCO实现频率粗调， 而后利用鉴相器的输出控制VCO实现频率细调。 间接式频率合成器的优点是省去了滤波器和混频器， 因而电路简单， 价格便宜， 但频率转换速度较慢。 　　3.4.4　射频信号发生器代表性产品性能介绍 3.5　扫频信号发生器 3.5.1　线性电路幅频特性的测量 　　线性电路对正弦激励的响应仍是正弦信号， 只是与输入相比其振幅和相位发生了变化， 一般情况下都是频率的函数。 我们已经知道， 正弦稳态下的系统函数或传输函数N(jω)反映了该系统激励与响应间的频率关系， 即 (3.5-1) 式中， N(ω)(或写成N(f))与j(ω)(或写成 f(f))分别称为电路(系统)的幅频特性和相频特性。 　　1. 点频法测量幅频特性 　　所谓点频法， 简单地说就是“逐点”测量幅频特性或相频特性的方法， 如图3.5-1(a)所示。 图3.5-1　点频法测量系统的幅频特性 　　图中， ui为正弦信号源， 接于被测电路输入端， 由低到高不断改变信号源频率， 信号电压不应超过被测电路的线性工作范围， 用测量仪器在各个频率点上测出输出信号与输入信号的振幅比(幅频特性)和相位差(相频特性)。 以f为横坐标， 以振幅比(或相位差)为纵坐标， 就可以逐点描绘出如图3.5-1(b)所示的频率特性曲线。 点频法原理简单， 需要的设备也不复杂。 但由于要逐点测量， 操作繁琐费时， 并且由于频率离散而不连续， 非常容易遗漏掉某些特性突变点， 而这常常是我们在测试和分析电路性能时非常关注的问题。 另外， 当我们试图改变电路的结构或元件参数时， 任何改变都必然导致重新逐点测量。 　　如果能够在测试过程中使信号源输出信号的频率按特定规律自动连续并且周期性重复， 利用检波器将输出包络检出送到示波器上显示， 就得到了被测电路的幅频特性曲线。 这种快速、 直观的测量方法就是扫频法测量的基本思想。 提供频率可自动连续变化的正弦波信号源称为扫频信号源或扫频振荡器。 图3.5-2　扫频法测量电路幅频 　　　　特性的原理图 2. 扫频法测量幅频特性 　　除被测网络外， 其余部分通常都安装于称为频率特性测试仪(也称扫频仪)的同一仪器中， 扫频信号发生器实际上是频率可控的正弦振荡器， 比如前面所说的压控振荡器(VCO)， 它的振荡频率受扫描电压us控制。 　　若扫描电压为三角波(见图(b))， 则扫频信号发生器的瞬时频率在扫描正程期间将随扫描电压的线性增加由fmin线性地变到fmax， 在回扫期间， 又由fmax线性地变到fmin， 如此周期性反复， 而扫描信号的幅度则始终保持不变。 常用的扫描信号还有锯齿波和对数型波等。 　　振幅不变而频率在一定范围内连续变化的正弦信号加到被测网络的输入端， 由于调谐放大器的增益随频率而变， 因此其输出信号uo的振幅也将随频率而改变， uo的包络就反映了该放大器的幅频特性(见图(d))， 经峰值检波器检出输出信号的包络u′o(见图(e))， 将它送至示波管的垂直偏转系统， 同时扫描信号us加到示波管的水平系统作为扫描时基信号， 由于扫频信号ui的瞬时频率和水平扫描电压us的瞬时值一一对应， 因此示波管的水平轴成为线性的频率坐标轴。 这样在us和u′o的共同作用下， 示波管荧光屏上就直接显示出该调谐放大器的幅频特性