第6章频域测量方法
测频率的方法
测频率的方法在科学研究和工程实践中，测量频率是一项非常重要的工作。
频率是指单位时间内某一周期性事件发生的次数，通常以赫兹（Hz）为单位。
测量频率的方法有很多种，下面将介绍几种常用的方法。
首先，最常见的测量频率的方法是使用频率计。
频率计是一种专门用于测量频率的仪器，它可以直接显示待测信号的频率值。
频率计的工作原理是利用输入信号的周期性特征，通过计数或者计时的方式来得到信号的频率。
频率计可以分为数字频率计和模拟频率计两种类型，数字频率计通常具有更高的精度和稳定性，而模拟频率计则更适合于一些特定的应用场景。
其次，除了使用频率计外，还可以通过频谱分析仪来测量频率。
频谱分析仪是一种能够将信号的频率分布情况显示在频谱图上的仪器，通过观察频谱图可以直观地得到信号的频率信息。
频谱分析仪通常可以提供更加详细和全面的频率分布信息，对于复杂信号的分析更加有效。
另外，对于周期性信号，还可以使用示波器来测量频率。
示波器是一种能够显示信号波形的仪器，通过观察信号的周期性波形，可以得到信号的周期，从而计算出频率。
示波器通常能够提供更加直观的波形显示，对于频率的初步估计和观测非常有帮助。
除了上述几种常用的方法外，还有一些其他的测频率方法，比如利用计数器进行频率测量、使用锁相环进行频率跟踪等。
不同的方法适用于不同的应用场景，选择合适的方法可以提高测量的准确性和效率。
总的来说，测量频率是一项非常重要的工作，在实际应用中有很多种方法可以选择。
选择合适的方法需要根据具体的测量要求和条件来进行，同时也需要结合实际经验和技术水平来进行判断。
希望本文介绍的几种方法能够对大家有所帮助，同时也希望大家在实际工作中能够根据具体情况选择合适的方法进行频率测量。
现代时域测量总结
第一章概论1电子测量：宽频率范围（直流到光波）信号和系统的特性参数。
信号特性参数：信号的波形、频谱、电压、功率、频率、相位、周期、时间间隔 系统特性参数：系统的瞬态响应、传递函数、电阻、电容、电感、电抗、导纳、 常数、导磁率、驻波比、反射系数、散射参数、衰减、群延迟……2、 测量的基本要素：被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员、测量环境3、 频域测量、时域测量、调制域测量频域测量：以被测信号和系统在频率领域的特性为依据，研究的是被测对象的复数频率特性（包括幅频特性和相频特性），即信号的频谱和系统传递函数。
一稳态测量、加正弦测量时域测量：以被测信号和系统在时间领域的特性为依据，研究的是被测对象的幅度 -时间特性，即信号波形和系统的单位阶跃响应或单位冲激响应。
一瞬态测量、加脉冲测量调制域测量：研究的是被测对象的频率（时间间隔） -时间特性，连续测量被测信号的瞬时频率（时间间隔）。
时域测量特点：与频域相比、信号披形：信号一一被测对象的实际过程，客观存在波形一一信号的表现形式，主观对客观的反映5、线性系统特点： （线性时不变系统还满足时不变特性）1） 系统的模型方程具有 线性属性（满足迭加原理） 2） 组成系统的元器件及电磁介质的参数值与 独立变量无关3） 用n 阶常系数线性微分方程组 描述激励与响应Q 值、介电 满足卷积方程对微分方程进行傅立叶变换、拉普拉斯变换一一可得到系统的传递函数系统输入扫频正弦信号，测量对应输出信号的幅值和相位一一可得系统的频率特性系统输入单位脉冲信号一一可得到时域脉冲响应函数 频率为W 0的正弦波： 线性系统：正弦输入一- 理想线性系统（无失真传输系统） -具有恒定的幅度和线性相位6、线性系统瞬态特性估计波形和测量系统中存在噪声一一只能得到信号和系统的估计4) 5) 正弦输出y(t)=ax(t-t 0) Y()二 ae_ t °Xf )线性系统瞬态响应估计 一一确定阶跃响应 SR 和脉冲响应IR 单位脉冲信号和单位阶跃信号 系统的输入x （t ）为单位脉冲信号-（t ）时，此时系统输出响应就是脉冲响应（又称冲激响应） 当系统的输入x （t ）为单位阶跃信号u （t ）时，此时系统的输出响应称为阶跃响应 脉冲响应的积分为阶跃响应，反过来阶跃响应的微分就是脉冲响应7、直接获取系统瞬态响应的方法要求信号源、示波器、积分器、微分器及电缆、接头等都是理想的带宽4、高斯系统参数估计:1）高斯系统是物理上不可实现的系统，具有非因果的阶跃响应与脉冲响应 2） 高斯函数具有一些人们期望的数学特性, 3） 高斯系统时域与频域关系：f 0孑2） 示波器输出的响应是 系统各组成部分响应的合成 结果一一带来误差3） 当系统各单元的响应时间远远小于（<<0.01 ）被测系统的响应时间时，误差一般 <1%――工程上视为理想的4） 否则，误差增大：利用反卷积方法可以得到更准确的结果 卷积反卷积反卷积已知X 、H ，求Y1、 确定响应问题2、 常用于估计滤波作用3、 用卷积计算一一比较容易4、 Y — X 和H 之间的交叉频 谱5、 数字方法很容易实现各种 滤波器，如矩形滤波器，物 理上很难实现已知X 、Y ，求H1、 系统辨识冋题求系统传递函数2、 H=Y/X ，可以用数学计算 得到3、 但如X 不精确一一在零点 附近会产生很大误差4、 源和接收设备噪声一一小5、 或先进行滤波处理已知H 、Y ，求X1、 信号恢复问题2、 常用于原始信号通过已知 滤波器后，再重建3、 时域反射测量中，改善时 间和距离分辨力4、 对某一预定传输路径进行 均衡以便恢复原来的信号5、 H 在零点附近会产生很 大误差响应矗斛通函皱ffj畑、严 --------- 傅氏理变换孑 -------------------1ZWk 出［ --------- M 氐喪眺 ---------------------F 愉出城曲门"八第二章脉冲波形参数参数名称符号 定 义与 时 间 有 关 的 参 数脉冲前过渡时间（上升时间）脉冲幅度由10%上升到90%的一段过渡时间脉冲后过渡时间（下降时间）T f 脉冲幅度由90%下降到10%的一段过渡时间 脉冲宽度x在脉冲幅度为50%的两点之间的 时间脉冲周期T指一个脉冲波形上的 任意一点到相邻脉冲波形上的对应点 之间的时间脉冲宽度占有率S S=x /T2、 底量值、顶量值测定方法 密度分布平均数法；密度分布众数法；峰值法3、 RC 电路：过渡持续时间：T D =2.2RC = 2.2’系统带宽与过渡持续时间的关系： a 为半功率点处的角频率，即 3dBT D2.2 2.2 2 二 f °0.35 f 0对估计信号参数有用89、反卷积确定系统冲激响应的两种方法|输 入乂皿伸 氐唯換| ____________________________________ > 输 入频暗 皿丿切1基本脉冲术语•适于窄脉冲作者：哈尔滨工业大学一胡车（Copyright: HIT-CH4）n级咼斯系统：方和根准则T D =(T D12+T D22 +||«+TDn 丁［（RSS准则）5、示波器总的上升时间示波器系统总的上升时问2 2 2 12T总上升时间=（T i +T2 +—+T N）F3dB=0.35/ T 总上升时间6、非高斯系统参数估计1）当系统不是高斯系统时，RSS准则的精度与脉冲特性偏离高斯分布的程度有关2）当T F > > T S或波形的过冲和圆弧较小时，工程上认为RSS t则仍然是的精确的第三章快速变换与卷积（阅读PPT为主）1、N点的DFT计算量：N2次复数乘法X, N （N-1）次复数加法+2、FFT（A）时间抽取计算量：共需（N/2）log2N次乘，Nlog2N次加，共N/2个蝶形DIT:按在时域上输入序列次序的奇偶来抽取（分解）基本原理：DFT的计算量正比于N2, N小，计算量也就小将大点数DFT分解成若干小点数DFT组合，减少运算按时间序列奇偶抽取特点：原位计算、正序输出，倒序输入（码位倒序）、蝶形类型随迭代次数成倍增加（B）频率抽取：基本原理：DFT的计算量正比于N2, N 小,计算量也就小将大点数DFT分解成若干小点数DFT组合，减少运算时间序列对半分特点：共有M=log2N级运算，N/2个蝶形运算；正序输入，倒序输出；原位运算；蝶形类型随迭代次数成倍减少3、实输入序列FFT:同时计算两个实序列的FFT算法；用N点变换计算2N个样本点的变换采用DFT或FFT，作了如下处理：用离散采样信号的傅立叶变换来代替连续信号的频谱；用有限长序列来代替无限长离散采样信号，所以DFT或FFT得到的是傅立叶变换的一种逼近形式。
电路频率特性的测量技术
2．档级滤波器式频谱分析仪
为了减少检波器的数量，将电子开关加在检 波器前，使检波器公用，这种方法原理十分简明， 如图7.19所示。
输入 信号
输入 放大器
BPF1
电
BPF2
子
开
关
BPFn
CRT
检波器
输出 放大器
图7.19 档级滤波器式频谱分析仪框图
3．扫描式频谱分析仪
在档级滤波器式频谱分析仪的基础上，将若干 通带衔接的滤波器用一个中心频率可电控调谐的带通 滤波器代替，通过扫描调谐完成整个频带的频谱分析， 如图7.20所示。
式中
A——频偏的最大变化量； B——频偏的最小变化量； k——扫频的非线性系数。
A
B
fo-△f
fo
fo+△f
图7.15 扫频非线性系数的测量图
2．扫频宽度
扫频宽度也称为扫频频偏，为扫频中心
频率的最高与最低值的差值。
f fmax fmin （7-3）
式中
f ——扫频宽度；
f max——扫频的最高频率；
A
A
0
t
0
t
(b)用频谱仪观察的频谱相同
图7.13 示波器和频谱仪对比观察相位不同的波形
A
A
0
t
0
t
(a)用示波器不容易观察波形的失真
A
A
0
t
0
t
(b)用频谱仪容易观察微小的幅度和相位变化
图7.14 用示波器和频谱仪观察微小失真的波形
7.3.2 频谱分析仪的工作原理
1．滤波式频谱分析
信号输入
频率
频域
电压
时域
图7.1 时间、频率和幅度的三维坐标
第6章频域测量
第6章 频域测量
频谱分析仪依靠中频滤波器分辨各频率成分，检波器测 量信号功率，依靠本振和显示横坐标的对应关系得到信号频 率值。 实际中的频谱仪的组成结构要比图7.1复杂得多，为 了获得高的灵敏度和频率分辨力，要采用多次变频的方法，以 便在几个中间频率上进行电压放大。
第6章 频域测量
6.2.1频率特性测试仪的基本组成和工作原理 频率特性测试仪简称扫频仪，它是利用示波管直接显示被测二
端网络频率特性曲线的仪器，是描绘表征网络传递函数的仪器。频 率特性测试仪是在静态逐点测量法的基础上发展起来的一种快速、 简便、实时、动态、多参数、直观的测量仪器，它被广泛地应用于 电子、通信工程等领域，例如，家用电器(电视机、收录机等)和通 信设备(收、发信机等)的测量、调试都离不开扫频仪。
第6章 频域测量
第6章 频域测量技术
6.1 频域测量的原理与分类 6.2 线性系统频率特性测量 6.3 频谱分析测量
第6章 频域测量
6.1 频域测量的原理与分类
6.1.1 频域测量的原理 对于一个过程或信号，它具有时间-频率-幅度的三
维特性，如图6.1所示。
频率 频域
电压 时域
时间
图6.1 信号的三维特性
第6章 频域测量
2．扫频测量法 扫频测量法是在点频测量法的基础上发展起来的。它是利用一 个扫频信号发生器取代了点频法中的正弦信号发生器，用示波器取 代了点频法中的电压表而组成的。其工作原理如图6.3所示。 图(a)中扫频振荡器是关键环节，它产生一个幅度恒定且频率 随时间线性连续变化的信号作为被测电路的输入信号，通常称为扫 频信号，如图6.2(b)中的波形②。 这个扫频信号经过被测电路后就不再是等幅的，其幅度按照被 测网络的幅频特性作相应变化，如图6.2(b)中的波形③。这个波形 的包络线的形状就是被测电路的幅频特性，经过包络检波器将其包 络解调出来，最后经过Y通道放大器放大，加到示波管Y偏转系统。
电子测量技术课后习题答案林占江版
第11章 智能仪器
11.1 P310 11.2 P311 11.3 P314 11.4 P316
12.1 P319 12.2 P321 12.3 P325 12.4 P333 12.5 P336 12.6 P338
第12章 虚拟仪器
13.1 P339 13.2 P341 13.3 P342 13.4 P346 13.5 P347 13.6 P349
习题解答
第1章绪论
1.1 答：电子测量是以电子技术理论为依据，以电子测量仪 器和设备为手段，以电量和非电量为测量对象的测量过程。 属于电子测量的是（2）、（3）。
1.2 答：见1.2节与1.3节。 1.3 答：主基准、副基准和工作基准。
第2章 测量误差分析与数据处理
2.1 绝对误差：0.05V 修正值：-0.05V 实际相对误差：1.01% 示值相对误差：1.00% 电压表应定为0.5级
第6章 频域测量
7.1 P236 7.2 P237 7.3 P238 7.4 P241 7.5 P243 7.6 P246 7.7 P249 7.8 P265
第7章 逻辑分析仪
8.1 P270 8.2 P272 8.3 P272 8.4 P274 8.5 P275 8.6 P276 8.7 P277
2.2 15V,2.5级 2.3 ±10% 2.4 绝对误差：-0.2mA；修正值：0.2mA
实际相对误差：0.25% 0.5级
2:.5 14.8V,40.8%
2.6 1.15V,0.99V;23%,19.8% 2.7 5%,0.42dB 2.8 200k,266.7k,25% 2.9 200k,199.973k,0.014% 2.10 微差法、替代法、零示法
第13章 自动测试系统
时域测量与频域测量
时域测量与频域测量测量被测物件在不同时间的特性，即把它看成是一个时间的函数f(t)来测量，称为时域测量。
例如，对图中a的信号f(t)可以用示波器显示并测量它的幅度、宽度、上升和下降时间等参数。
把信号f(t)输入一个网络，测量出其输出信号f(t)，与输入相比较而求得网络的传递函数h(t)。
这些都属於时域测量。
对同一个被测物件，也可以测量它在不同频率时的特性，亦即把它看成是一个频率的函数S(ω)来测量，这称为频域测量。
例如，对信号f(t)可以用频谱分析仪显示并测量它在不同频率的功率分布谱S(ω)，如图b。
把这个信号输入一个网络,测量出其输出频谱S′(ω)，与输入相比较而求得网络的频率回应G（ω）。
这些都属於频域测量。
用一个频率可变的正弦（单频）信号作输入，测量出在不同频率时网络输出与输入功率之比，也得到G(ω)。
这仍然是频域测量。
时域与频域过程或回应，在数学上彼此是一对相互的傅里叶变换关系，这里*表示卷积。
时域测量与频域测量互相之间有唯一的对应关系。
在这一个域进行测量，通过换算可求得另一个域的结果。
在实际测量中，两种方法各有其适用范围和相应的测量仪器。
示波器是时域测量常用的仪器，便於测量信号波形参数、相位关系和时间关系等。
频谱分析仪是频域测量常用的仪器，便於测量频谱、谐波、失真、交调等。
1.最简单的解释频域就是频率域，平常我们用的是时域，是和时间有关的，这里只和频率有关，是时间域的倒数。
时域中，X轴是时间，频域中是频率。
频域分析就是分析它的频率特性！2. 图像处理中：空间域，频域，变换域，压缩域等概念！只是说要将图像变换到另一种域中，然後有利於进行处理和计算比如说：图像经过一定的变换（Fourier变换，离散yuxua DCT 变换），图像的频谱函数统计特性：图像的大部分能量集中在低，中频，高频部分的分量很弱，仅仅体现了图像的某些细节。
2.离散傅立叶变换一般有离散傅立叶变换和其逆变换3.DCT变换示波器用来看时域内容，频普仪用来看频域内容！！！时域是信号在时间轴随时间变化的总体概括。
第六章 电磁骚扰测量及常用分析仪器
第六章 电磁骚扰测量及常用分析仪器
EMC-6
（3）30MHz~300MHz频段：对该频段电磁骚扰的测量一般容易满足远 场条件，电磁波的电场分量与磁场分量具有固定的波阻抗关系。该频段的 标准天线是双锥天线，它是宽带天线的一种，天线的增益在整个频段内均 较高。此外，平衡偶极子天线也是这一频段的标准天线。 （4）300MHz~1GHz频段：该频段的标准天线是对数周期天线，它具有 增益高、驻波比低、频带宽等特点。也可以采用偶极子天线，但是由于该 频段对应的天线尺寸较小，因此通常天线的灵敏度较低。 （5）100MHz~10GHz频段：该频段电磁骚扰的测量采用螺旋天线，它 既可以测量线极化波又可以测量圆极化波。200MHz~40GHz频段：该频段 电磁骚扰的测量采用喇叭天线，它具有增益高、方向性强和均匀度好等特 点。
测量接收机是典型的频域测量设备，即测量结果是信号 的频谱。如果将测量接收机的测量数据读出，可以用一个两 列的数据表格存放：一列数据是频率值，另一列数据是与频 率值相对应的电压值。频率值的单位可以是Hz、kHz、MHz 或GHz等，电压值的单位则既可以是绝对电压值，如V、mV 或V等，也可以是相对于某一参考电压的分贝值，如dBV、 dBmV或dBV等。
4．功率吸收钳
在高频段，电气设备的电源线和其它引线的尺寸与信号波长相当，这 些载流线将表现出明显的天线效应，从而向周围空间辐射电磁波。对于特 定的频率，一定结构的载流线辐射电磁波的能量主要取决于线上共模电流 的大小。直接采用电流探头测量这一共模电流将会因为共模阻抗的不确定 性而带来较大的误差。功率吸收钳通过具有功率吸收功能的铁氧体材料为 共模电流提供了稳定的阻抗而抑制了测量的不确定性。
（2）电流探头
为了能够在不断开被测线路的情况下实现电流的测量，电流探头均 采用卡钳式结构。其原理与电流互感器相同，被测线路为单匝的初级线 圈，而将缠绕在一个可分合的磁芯上的多匝导线作为次级线圈。
自动控制原理第6章
二、带宽的确定
Mr
( j 0) 0.707Φ( j 0)
( j )
b的选择要兼顾跟 踪输入信号的能力 和抗干扰的能力。 若输入信号的带宽 为 0～ M，扰动信 号带宽为 1～ 2， 则b＝(5~10) M， 且使 1～ 2 置于b 之外。
0
r b
输入信号
R( jw)
结束
6-2 PID控制器及其控制规律
• 注明：讲课顺序调整，本节内容在教材 P246～ P248和P254～P257
比例－积分－微分（PID）控制器 是串联校正 中常用的有源校正装置。 PID （Proportional Integral Derivative）是实 际工业控制过程中应用最广泛、最成功的一种控 制规律。 PID ：对偏差信号e(t)进行比例、积分和微分运 算变换后形成的一种控制规律。
系统的闭环零点改变 系统的闭环极点未改变 增加系统抑制干扰的能力 稳定性未受影响
u0
+
ug
+
△u 电压
+
u1 功率
+
+ ua
R
n
SM 负 载
放大
放大
电压 放大
i
+
un
TG
图1-8 电动机速度复合控制系统
说明：
串联校正和反馈校正都属于主反馈回路之内的校
正。 前馈补偿和扰动补偿则属于主反馈回路之外的校 正。 对系统校正可采取以上几种方式中任何一种，也 可采用某几种方式的组合。
给定 元件
比较 元件
-
串联 校正元件
-
放大 元件
执行 元件
《电子测量技术》课程标准(电子信息技术专业)
《电子测量技术》课程标准课程名称：电子测量技术 Electronic Measurement Technology课程性质：专业选修学分：2.5总学时：45，理论学时：36，实验(上机)学时：9适用专业：电子信息技术先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、微机原理一、教学目的与要求《电子测量技术》是电子信息、自动控制、测量仪器等专业的通用技术基础课程。
包括电子测量的基本原理、测量误差分析和实际应用，主要电子仪器的工作原理，性能指标，电参数的测试方法，该领域的最新发展等。
电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。
通过本课程的学习，培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力；通过本课程的学习，可开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力；培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续课程的学习和从事研发工作打下基础。
二、教学内容与学时分配三、各章节主要知识点与教学要求第1章序论第一节测量的基本概念一、测量的定义二、测量的意义三、测量技术第二节计量的基本概念一、计量二、单位和单位制三、计量标准四、测量标准的传递第三节电子测量技术的内容，特点和方法一、电子测量二、电子测量的内容和特点三、电子测量的一般方法第四节电子测量的基本技术一、电子测量的变换技术二、电子测量的放大技术三、电子测量的比较技术四、电子测量的处理技术五、电子测量的显示技术第五节本课程的任务重点：测量的基本概念、基本要素；单位和单位制，基准和标准，量值的传递准则。
难点：量值的传递准则教学要求：理解测量的基本概念、基本要素，测量误差的基本概念和计算方法。
理解计量的基本概念，单位和单位制，基准和标准，量值的传递准则。
理解测量的基本原理，信息获取原理和量值比较原理。
理解电子测量的实现原理：变换、比较、处理、显示技术。
第2章测量误差理论与数据处理第一节测量误差的基本概念一、有关误差的基本概念二、测量误差的基本表示方法第二节测量误差的来源与分类一、测量误差的来源二、测量误差的分类第三节测量误差的分析与处理一、随机误差的分析与处理二、系统误差的判断及消除方法三、粗大误差的分析与处理第四节测量误差的合成与分配一、测量误差的合成二、测量测量不确定度及其合成三、误差分配及最佳测量方案第五节测量数据处理一、有效数字处理二、测量结果的处理三、最小二乘法与回归分析重点：测量误差的分类估计和处理，系统误差和粗大误差的判断及处理，不确定度的评定方法。
《频域测量》课件
目录
• 频域测量的基本概念 • 频域测量的基本原理 • 频域测量的常用仪器 • 频域测量的实际应用 • 频域测量的最新发展
01 频域测量的基本概念
频域测量的定义
频域测量是一种通过分析信号在频率 域的特性来获取信息的方法。它通过 将信号从时域转换到频域，利用频率 特性来描述信号的特征。
快速傅里叶变换（FFT）
一种高效的计算离散傅里叶变换的方法，能够快速得到信号的频谱。
频谱分析的窗函数
在进行傅里叶变换时，使用不同的窗函数可以得到不同分辨率的频 谱，窗函数的选择对于频谱分析结果的影响较大。
频域测量中的滤波器
低通滤波器
允许低频信号通过，抑 制高频信号，用于提取
信号的低频成分。
高通滤波器
频谱分析仪通常具有较高的频率分辨 率和动态范围，能够测量不同频率下 的信号强度和失真。
它能够分析信号在不同频率下的表现， 帮助工程师了解信号的频域特性。
频谱分析仪广泛应用于通信、雷达、 电子对抗、音频等领域。
网络分析仪
网络分析仪是一种用于测量网络 参数的仪器，如电压驻波比
（VSWR）、传输系数、相位等。
人工智能在频域测量中的应用
人工智能技术为频域测量提供了新的方法和思路，能够自动识别、分类和预测信 号的特征和行为。
通过训练神经网络、支持向量机等机器学习算法，可以实现对信号的自动分类、 异常检测和模式识别等功能，提高了频域测量的智能化水平。
频域测量与其他测量方法的结合
频域测量方法可以与其他测量方 法相结合，形成多维度的信号分 析方法，从而更全面地了解信号
成不同频率分量的叠加。
频谱分析
通过分析信号的频谱，可以了解信 号中各个频率分量的幅度和相位信 息，从而对信号进行深入理解和分 析。
频域反射测量技术
频域反射测量技术频域反射测量技术（Frequency Domain Reflectometry，FDR）是一种用于测量电缆或导线中的反射信号的技术。
它基于电磁波在不同介质之间反射的原理，通过发送一个特定频率的高频信号，并利用接收到的反射信号分析电缆或导线中的参数和故障。
频域反射测量技术常用于电缆故障检测和定位、电缆长度测量、仿真模型验证等领域。
它通常使用时域反射分析仪（Time Domain Reflectometer，TDR）或频域反射分析仪（Frequency Domain Reflectometer，FDR）进行测量。
在测量过程中，高频信号被发送到测试电缆或导线的一端，这些信号在电缆或导线中传递，并在故障或接头等处发生反射。
通过分析接收到的反射信号的强度和相位，可以获取关于电缆或导线中的参数、故障位置和特性的信息。
频域反射测量技术具有高精度和高分辨率的优点，并且可以应用于不同类型的电缆或导线，包括电力电缆、通信电缆等。
它在电力、通信、交通等领域的电缆安装和维护中起着重要作用，可以提高工作效率和减少故障排查时间。
频域反射测量技术的原理是利用频率响应的分析来确定电缆或导线的特性。
当高频信号从测量设备发送到电缆或导线中时，信号会在电缆中的不同位置上发生反射。
反射信号的幅度和相位变化与电缆的特性和故障有关。
测量设备将发送一个特定频率的高频信号，该信号会沿着电缆或导线传播，并在终端或故障处反射回来。
设备接收到反射信号后，会分析信号的幅度和相位，以确定电缆中的反射位置和特性。
通过分析反射信号的幅度和相位，可以检测和定位电缆中的故障或接头连接问题。
例如，当信号遇到短路、开路、接头不良等问题时，会产生明显的反射信号，通过测量反射信号的强度和相位变化，可以确定故障的位置和类型。
频域反射测量技术可以应用于多种类型的电缆或导线，包括同轴电缆、双绞线、光纤等。
它的优点是可以提供高精度和高分辨率的测量结果，可以准确地定位和诊断电缆中的故障。
频域测量
快速傅立叶频谱仪的核心是以函数进行傅立叶变换的数学计算为 基础的计算机分析。因此需要使用高速数字计算机进行数字功率谱 的计算。根据抽样定理：最低取样速率应该大于或等于被取样信号 的最高频率的两倍。现代傅立叶频谱仪的工作频段一般在DC— 100KHz的低频段用。如HP3562A的分析频带为64Hz—100KHz， 国内永华厂的RE—201为20Hz—25KHz。 33
如何表示信号：
A T
A
f
时域表示法。
频域表示法。
如果不是正弦波？
矩形波、三角波、脉冲波等
30
下图是一个比单一正弦波更复杂，状态随时间变化的信号， A A
t
f1
频谱仪的分类：
2 f1 3 f1
f
按工作频率分：有低频频谱仪、射频频谱仪及微波频谱仪。 按频带宽度分：有宽频带频谱仪，窄带频谱仪。 按结构特点分：有台式、便携式、模块式。 按工作原理及被分析信号的特点分：实时频谱仪、扫描调谐型频谱
表示扫频振荡器的变容二极管的非线性程度，表现在刻度上是 刻度的非线性 f K 0 min
f1 f
f2 V1
K0 max
V2
vco最大控制灵敏度 K 0 max 线性系数 K0 min vco最小控制灵敏度
6 线性系数越接近1，压控曲线线性俞好
V
3、振幅平稳性
A1
A2
可用扫频信号的寄生调幅来表示
确的频率刻度线。只不过电平刻度是光点组成，而频率刻 度是垂直扫线组成。如要进一步较准则可用差频法产生菱 形频标。(图见P358)
LTE移动通信系统 第6章 LTE小区搜索
N
(2) ID
0 1 2
根序号 u
25 29 34
主同步信号序列
Zadoff-Chu 序 列 为 CAZAC 序 列 (Constant Amplitude Zero Auto-Corelation，恒包络零自相关序列)的一种，具有CAZAC 序列的全部特性。包括：
●恒包络特性，即长度不定的ZC序列峰值幅度是恒值； ●自相关特性，即任意长度的ZC序列经过非周期移位后，
小区选择过程
小区选择遵循的S准则如下：
Srxlev>0 且 Squal>0
其中：
Srxlev = Qrxlevmeas -
Q + Q rxlevmin
rxlevminoffset
-Pcompensation-Qoffsettemp
Squal = Qqualmeas -
Q + Q qualmin
主同步信号序列
用作主同步信号的序列 d (n) 由频域 Zadoff-Chu 序列产生：
j un(n1)
du
(n)
e e j
63 u ( n 1) (n 2)
63
n 0,1,...,30 n 31,32,...,61
其中 Zadoff-Chu 根序列号 u 见表 6.2。
表 6.2 主同步信号的根序号
第6章 LTE小区搜索
➢6.1小区搜索流程 ➢6.2同步信号时频结构 ➢6.3同步序列设计 ➢6.4 SCH/BCH发送分集 ➢6.5 本章小结
同步信号时频结构
下行同步信号用于支持物理层小区搜索，实现用户终端对小区的识 别和下行同步。LTE物理层的同步信号主要包括主同步信号和辅同步 信号。
对于TDD和FDD而言，主同步信号和辅同步信号的结构是完全一样 的，但在帧中时域位置不同。
电子测量蒋焕文答案
电子测量蒋焕文答案【篇一：电子测量教学大纲】class=txt>电子测量一、总体说明(一) 学时与学分本课程学时： 72学时(课内)本课程学分： 4学分(二) 授课对象电子类本科生(三) 先修课程电路理论、模拟和数字电子技术、信号与系统(四)教学目的《电子测量》是电子类专业的专业基础课，是实践性很强课程。
该课程涉电子技术、信号与系统的知识。
课程的任务是使学生通过学习掌握最基本的测量原理和测量方法；具备一定的误差分析和数据处理能力：对新技术在电子测量中的应用有一定的了解。
为学习后续课程打好基础。
二、主要内容及基本要求第一章测量误差理论与数据处理（12学时）主要内容1.1 测量误差的基本概念1.2 测量误差的估计和处理1.3 测量误差的合成和分配1.4 测量数据处理1.5 新型电力电子器件基本要求1.1 理解测量误差的基本概念，熟悉测量误差的分类1.2 熟悉误差的估计和处理方法1.3 了解测量误差的合成和分配原则1.4 掌握测量数据处理的基本方法1.5 了解新型电力电子器件的特点及其基本应用第二章示波测试和测量技术（12学时）主要内容2.1 示波测试的基本原理2.2 通用示波器2.3 取样技术在示波器中的应用2.4 示波器的多波形显示2.5 示波器的存贮和记忆2.6 示波器的使用基本要求2.1 掌握示波测试的基本工作原理2.2 掌握通用示波器的基本原理和电路组成2.3 了解取样技术在示波器中的应用2.4 了解示波器的多波形显示2.5 了解示波器的存贮和记忆原理及其应用2.6 掌握通用示波器的主要使用方法第三章频率与时间的测量（8学时）主要内容3.1 频率或时间的原始基准3.2 电子计数器测频方法3.3 电子计数器测周方法3.4 时间间隔的测量3.5 不同测量模式的测量误差3.6 标准频率源的测量基本要求3.1 了解频率和时间的原始基准3.2 掌握电子计数器测频法（测周法）的基本原理和应用。
3.3 掌握时间间隔的测量原理和方法3.4 了解不同测量模式的测量误差3.5 了解标准频率源的测量原理和方法第四章电压测量技术（8学时）主要内容4.1 电压测量的基本要求和基本的测量仪器4.2 交流电压的测量4.3 分贝的测量4.4 噪声的测量4.5 电压测量的数字化方法4.6 以电压测量为基础的数字仪表4.7 高频电压测量4.1 熟悉电压测量的基本要求，了解电压测量仪器的分类4.2 掌握交流电压的测量原理和方法4.3 掌握分贝的测量原理和方法4.4 掌握噪声的测量原理和方法4.5 熟悉电压测量的数字化方法4.6 熟悉以电压测量为基础的数字仪表的原理和组成4.7 了解高频电压测量的方法和测量标准第五章测量用信号源（10学时）主要内容5.1 正弦信号发生器5.2 频率合成式信号发生器5.3 频率合成器基本要求5.1 了解正弦信号发生器的分类，掌握正弦信号发生器的原理和组成 5.2 掌握频率合成式信号发生器的原理和组成5.3 熟悉频率合成器的原理和组成第六章频域测量（8学时）主要内容6.1 线性系统频率特性的测量6.2 网络分析仪6.3 白噪声在线性系统测试中的应用6.4 信号的频谱分析基本要求6.1 掌握线性系统频率特性的正弦测量、扫频测量、多频测量原理和测量方法6.2 熟悉网络分析仪的工作原理和主要用途，掌握s参数的测量方法6.3 了解白噪声在线性系统测试中的应用6.4 掌握频谱分析仪的原理和使用方法第七章智能仪器与自动测试系统（6学时）主要内容7.1 智能仪器7.2 个人测试仪器7.3 自动测试系统7.1 了解智能仪器和数字存贮示波器的组成和工作原理。
频域测量技术、分类和方法
量法所获得的曲线。这时，曲线略有右
移，但最大值也略有降低。
1— 静 态
U out
1
2— 动 态
2
O f
图8.2 静、动态测量曲线
•
2. 扫频测量法
•
扫频测量法具有以下优点：
•
（1）可实现网络频率特性的自动或
半自动测量，特别是在进行电路测试时，人
们可以一面调节电路中的有关元件，一面观
察荧光屏上频率特性曲线的变化，随时判明 元件变化对幅频特性产生的影响，迅速调整，
顶部与屏幕上某一水平刻度线相切（如
图8.8中与AB线相切）；
A (a)
B
A
B
fL
fH
(b)
图8.8 扫频仪测量带宽
•
(3) 回路Q值的测量。
•
测量时电路连接和测量方法与测
回路带宽相同，在用外接频标测出回路 的谐振频率f0以及上、下截止频率fH和fL 后，按下面Q的公f0式即可f计0 算出回路的Q值。
查找电路的故障。
•
（2） 由于扫频信号的频率是连续
变化的，因此，所得到的被测网络的频率特
性曲线也是连续的，不会出现由于点频法中
•
3.
•
多频测量是利用多频信号作为激
励信号的一种频域测量技术。所谓“多
频信号”，是指由若干频率离散的正弦
波组成的集合。多频测量将这个“多频
信号”作为激励，同时加到被测系统的
且可任意调节，常用频偏进行描述。
•
（3） 寄生调幅要小。
•
（4） 扫描线性度好。
•
图8.4中，扫频信号发生电路的
振荡频率受扫描电压u2所调制。
t
t
t
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6.2 扫频仪工作原理 6.2.1整机电路原理框图
它主要由扫频信号源和显示系统两大部分构成。
第6章频域测量方法
扫频源的基本工作原理
能产生扫频输出信号的频率源称为扫频信号发 生器或扫频信号源，简称扫频源。它既可作为独立的 测量用信号发生器，又可作为频率特性测量类仪器的 前端。
ALC
显示系统主要由斜波电压发生器，x，y 轴 通道放大器及示波管等电路构成。
• 动态特性曲线较平缓，其3dB带宽大于静态特性 曲线的3dB带宽；
• 小结：测量系统动态特性，必须用扫频法；为了 得到静态特性，必须选择极慢的扫频速度以得到 近似的静态特性曲线，或采用点频法。
第6章频域测量方法
2．常用频域测试仪器
（1）频率特性测试仪
第6章频域测量方法
（2）频谱分析仪
第6章频域测量方法
稳幅放大器
取样检波器
频标产 生电路 频标输出
扫频振荡器 f1~f2
扫描信号 发生器
混频器 本振f0
低通滤波器
宽带放大器
输出衰减器 扫频输出
X轴扫描输出
第6章频域测量方法
扫频源的基本工作原理（续）
典型的扫频源应具备下列三方面功能： – 产生扫频信号（通常是等幅正弦波）； – 产生同步输出的扫描信号，可以是三角波、
第6章 频域测量
6.1 扫频仪概述
扫频仪，又称频率特性测试仪，用来测定各 种有源、无源二端口和四端口网络（如调频放大 器、宽频放大器、各种滤波器、鉴频器、雷达等） 的传输特性、阻抗特性和反射特性等。
第6章频域测量方法
点频测量法——线性系统频率特性的经典测量法
每次只能将加到被测线性系统的信号源的频率 调节到某一个频点。依次设置调谐到各指定频点上， 分别测出各点处的参数，再将各点数据连成完整的 曲线，从而得到频率特性测量结果。
两种幅频特性测量法的比较
• 扫频测量所得的动态特性曲线峰值低于点 频测量所得的静态特性曲线。扫频速度越 快，下降越多；
• 动态特性曲线峰值出现的水平位置（频率） 相对于静态特性曲线有所偏离，并向频率 变化的方向移动。扫频速度越快，偏离越 大；
第6章频域测量方法
两种幅频特性测量法的比较（续）
• 当静态特性曲线对称时，随着扫频速度加快，动 态特性曲线明显出现不对称，并向频率变化的方 向一侧倾斜；
第6章频域测量方法
6.1.2 扫频仪中的关键器件 1、变容二极管
第6章频域测量方法
2.变容二极管扫频
等效电路如图 Cj
N
NP
Rs
P
Cj
V
势垒电容与外加电压的关系：
C
j
C jo
1
V V
n
C j0 V
n
变容管在零偏压时的电容。 PN结的内建电位差，硅管=0。6v 电容指数，决定于PN结中杂质
浓度的分布情况，对于突变结
第6章频域测量方法
6.1.1 常用术语 1.扫频信号发生器 2.扫频仪 3.有效频率范围 4.扫频宽度 5.扫频中心频率 6.扫频方式 7.自动扫频 8.手动扫频 9.触发扫频 10.单次触发扫频 11.对数扫频 12.起止扫频 13.标志扫频 14.窄带扫频外扫频 15.频率标志 16.分辨率 17.扫频线性误差 18.扫频时间
– 所得频率特性是静态的，无法反映信号的连续 变化；
– 测量频点的选择对测量结果有很大影响，特别 对某些特性曲线的锐变部分以及失常点，可能会因 频点选择不当或不足而漏掉这些测量结果。
第6章频域测量方法
幅频特性扫频测量法
频率源的输出能够在测量所需的范围内连续扫 描，因此可以连续测出各频率点上的频率特性结果 并立即显示特性曲线。
变容管扫频仪的组成及原理
变容管扫 频发生器
被测电路
峰值 检波器
三角波
X
Y
扫描发生器
第6章频域测量方法
第6章频域测量方法
变容特性曲线 变容二极管等效电路图表
第6章频域测量方法
2、电协调变容二极管 变容二极管有三种类型：参数变容二极管、
功率变容二极管、电调谐变容二极管。在扫频 仪中使用的是电调谐变容二极管。
–优点：扫频信号的频率连续变化，扫频测量所得 的频率特性是动态频率特性，也不会漏掉细节。 –不足：如果输入的扫频信号频率变化速度快于系 统输出响应时间，则频率的响应幅度会出现不足， 扫频测量所得幅度小于点频测量的幅度；电路中 LC元件的惰性会使幅度峰值有所偏差，因此会产 生频率偏离。
第6章频域测量方法
正弦波或锯齿波等； – 产生同步输出的频率标志，可以是等频率
间隔的通用频标、专用于某项测试的专用 频标及活动频标。
第6章频域测量方法
扫频源的主要特性
对扫频源通常的技术要求：
– 在预定频带内有足够大的输出功率，且幅度稳 定，以获得最大的动态范围；
– 调频线性好，并有经过校正的频率标记，以便 确定频带宽度和点频输出；
– 为使测量误差最小，扫频信号中的寄生振荡和 谐波均应很小；
– 扫频源输出的中心频率稳定，并可以任意调节； – 频率偏移的范围越宽越好，并可以任意调节。
第6章频域测量方法
扫频源的主要特性（续）
– 有效扫频宽度
f 2 f2 f1
f0
f2 f1
f0：扫频输出中心频率 f1：扫频起点；f2：扫频终点
– 扫频线性
线 性 系 数 k0 max k0 min
– 输出振幅平稳性
k0：压控特性f-V曲线的斜率
调 幅M 系 A1数 A210% 0 A1：寄生调幅最大幅度
A1A2
A2：寄生调幅最小幅度
第6章频域测量方法
1、扫频信号源的构成及功能
扫频信号源由扫频单元、频标单元和衰减 器三部分组成，在控制信号的作用下要求扫频 信号源具有以下功能:
变容管，n
1 2
，而超突变结变
容管 n 1
第6章频域测量方法变Fra bibliotek二极管构成的振荡回路
接
隔直电容
偏
振
扫描信号 置
荡
L
电
器
压
工作原理：基于PN结反向偏置时，结电容与偏 置电压有关这一原理 制成的。
变容管扫频振荡器的优点： 电路简单，频偏宽，对调制信号几乎不消耗功率。它一般用
于晶体管化的扫频仪中。
第6章频域测量方法
①能产生频率做线性变化的扫频信号； ②这个扫频信号的输出是等幅的，且具有一定的
功率； ③扫频信号的频偏应尽可能大且中心频率可调； ④要求扫频信号的线性度良好； ⑤能产生和扫频信号同步的频率标记； ⑥输出阻抗要恒定。
第6章频域测量方法
2、显示系统的构成及功能 对于显示系统而言，主要的要求有两点：
轨迹明亮而清晰，在不失真的前提下要有足够 高的增益。