射频电子学习讲义.docx

《射频电子学习讲义.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《射频电子学习讲义.docx（14页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、冲击函数的频谱是平的Time Domain二方 Frequencyb) Square Wave* TimeI T IFrequencyd) Impulse1/T 3/T 5/TFrequency1频谱分析原理1.1 时域和频域时域测量以被测信号和网络系统在时域内的特性为依据，研究的是被测对象的幅度时间特性时域测量常用的测试信号是脉冲或阶跃信号,研究的是待测信号的瞬变过程或网络输出的冲激或阶跃响应：关键是时域信号的采集和分析频域测量以被测信号和被测网络系统在频域的特性为依据，研究的是被测对象的幅频特性和相频特性频域测量常用的测试信号为正弦波，研究的是待测信号或网络输出的稳态响应：关键是特定频率的

2、产生和选择1.2 频谱正弦波在频域内是一根谱线方波在频域内是无穷根谱线，谱线间的距离固定为方波周期的倒数一个瞬变过程的频谱是连续的Frequency DomainTimeFrequency1.3 频谱仪1.3.1 超外差式频谱分析仪原理框图1.3.1.1 中频增益中频增益一般和输入衰减器联调，以保持信号频谱输出的显示位置不变尽量让输入到中频滤波器的中频信号幅度保持不变1.3.1.2 混频器把信号频谱变换到更高的频率点上混频器是实现频谱分析仪宽频带的关键mtxe LO-mput LOinput1.3.2 本振和扫频发生器本振是一个压控振荡器其控制电压由扫频发生器产生扫频发生器同时控制显示器的水平

3、偏转口保持同步，提供扫频显示显示器为阴极射线管CRTXY显示方式，水平方向(代表频率)有10格，垂直方向(代表幅度)一般有8格或10格口屏幕最上面的标度线为校准过的一个绝对数值，作为参考电平用1.3.2.1 中频滤波器中频滤波器是中心频率固定的带通滤波器口混频后的频率如果落在中频滤波器通带内，显示器上才会显示该频率如果混频后频率不等于中频，则被中频滤波器所阻挡由于显示器上的单频谱形状为中频滤波器的幅频特性，因此又称中频滤波器的3dB带宽为频谱分析仪的分辨率带宽Resolution Bandwidth (RBW)1.3.2.2 检波器Detector检波器一般是峰值检波器 正峰值检波、负峰值检波

4、、样本检波它对中频滤波器的输出进行峰值检波口中频滤波器输出为中频，并非信号本身 但是，只要混频器不失真，中频信号的幅度和信号幅度之间具有线性关系,因此峰值检波结果和输入信号幅度成正比关系 对于一般的二极管峰值包络检波，频谱仪实质上是一个电压表 RC电路需要充放电时间，扫描时间不能太快1.3.2.3 视频检波器和显示器视频检波器的作用是通过对信号取平均来平滑显示器输出口使得微弱信号更容易读出口减小随机噪声的影响口其带宽由 VBW (Video Bandwidth)控制显示器相当于超外差式收音机的扬声器如果信号使得混频器过载发生失真，那么显示器上的显示结果就不会正确1.4频谱分析仪的指标频率指标口

5、频率范围，最大可观察的频率范围口频率分辨率，是否可分辨相距很小的两个不同频率，可分辨频差最小值幅度指标灵敏度，能够检测到多么微弱的信号失真，大信号使频谱仪出现非线性失真口动态范围，可同时检测信号的最大幅度和最小幅度相差多大Frequency Range ?Resolution ?Dynamic Range ?1.4.1频率分辨率频谱分析仪的频率分辨率是它区分临近频率分量的能力RBW八八(Dismay (/| | 八 | 卜1.4.2 VBW的最佳值为了获得最佳的分辨结果显示效果，VBW 一般取RBW的().1倍口处于自动档的频谱分析仪一般自动设置为该比例关系143非等幅信号分辨需要更小的RBW

6、10 kHz 10 kHz 10 kHz1.4.4还有哪些因素会影响到频率分辨率除了 RBW外，中频滤波器的类型和选择性、残留调频影响到频谱仪的频率分辨率Resolution BandwidthJkii、以及本振的相位噪声也Residual FMRBW Type and SelectivityPhase Noise1.4.5 不同RBW显示下的等幅双信号1.4.6 856XEC family30 Hz up to 50 GHzhigh performancecolor displayW-CDMA test setfast, digital 1 Hz RBW1.4.7 分辨率带宽1MHz、100

7、kHz、10kHz、1kHz、100Hz、10Hz、1Hz数字化技术实现窄带的带通滤波器匚采样、ADC、FFT频谱仪步进扫频的，不能连续扫频口带宽选择性可以做至 U5： 1HP的频谱仪中，模拟滤波器极点个数为4或5,形状类似高斯分布旧式模拟滤波器带宽选择性25： 1新式模拟滤波器带宽选择新11： 1148模拟滤波器和数字滤波器卜 713 9S9REF 30 0 gBm #ai 0 a BMKR 7 ? 7 h z24 qBKA H /E 口 0 BI，ON zB HS0E0R 1B cs F100 Hz analog RBW filterC t h I t R 1 ssubb 匕usid 6f

8、zSPAN b e Bki k-N#RESBkl9 0iNSNPK00 sec*UFN 匕dHAMKR IE H4aHRl 30 0dHbJ 0d H/ Z4Jr/CFITR J 000000000G1/SF。、F 000k”19巳zUH a 1L50 ZS 区 F 4%4esNB ZHSE 0R330 Hz analog RBW filter A r TENNKR 20 17dH6 b 2 S / ： 6 0 JAh 711SSSM K R inREF 200 cBm * 反应时间span反应时间=-SyveepTime KRBWRBWK:和滤波器形状有关：高斯23；矩形1015扫描时间将随

9、着RBW的减小而迅速上升如果手动设置加快扫描时间，则显示出来的幅度就会将低，频率会发生偏移右上角显示，MeasUncal*表示显示未校准（得看看我们的频谱仪有这项没）1.4.12 内部失真混频器是频谱仪内部失真贡献的主要非线性器件Signal ToBe MeasuredFrequency TranslatedMixer GeneratedDistortion1.4.13 灵敏度与噪声系数灵敏度是频谱仪能够检测到的最小信号电平，有时用噪声系数来描述频谱仪的这个特征口噪声系数为混频器口看入的噪声系数口例：测得10kHz分辨率带宽下的噪声功率为-HOdBm,则有NF =- iOlogRBW - kT

10、= -110-40-(-174)二 24dB对于该频谱仪，正弦信号必须比kTB高24dB,才有可能被检测出来Rnrin =左7 + 101。2口甲+ 旅1.4.14 DANL还取决于射频衰减器混频器前加多大的衰减器，就相当于整机噪声系数增加多少，噪声基底就抬高多少dB1.4.15 如何观测小信号尽量小的RBW口可能测试时间很长尽量小的射频衰减口可能引起失配和测试不精确足够的视频平滑2射频矢量网络分析仪(VNA)2.1射频矢量网络分析仪的工作原理网络分析是在所关心的频率范围内，通过激励响应测试来建立线性网络的传输与阻抗特性的数据模型的过程。在频率较低时，网络的特性常用阻抗参数矩阵Z或导纳参数矩阵Y来描述其端口特性(还有H参数矩阵和ABCD参数矩阵)。这些参数的定义是基于电压电流的概念，因而测量时需要在一定的端口条件下，如开路或短路，测出特定的电压或电流来确定各个参数。但在微波频率下，这种测量方法不再适合。因为在高频下，电压和电流很难测量。在微波频段，因为采用了波的概念，所以微波网络常用S参数表示。双口网络都可以用4个S参数来表示其端口特性。