《频谱和网络测量》

第一章频谱和网络测量的基础1

1.1　信号和系统　1

1.2　时域和频域的关系　1

1.3　系统的传递函数　2

1.4　采用频域测量的优点　2

1.5　频谱测量　3

1.6　频谱分析仪　5

1.7　网络测量　5

1.8　网络分析仪　6

1.9　频谱／网络分析仪　6

参考文献　8

第二章　分贝9

2.1　分贝的定义　9

2.2　一些基本数据　10

2.3　绝对分贝值　11

2.4　增益和损耗计算　13

2.5　分贝和百分数　15

2.6　用分贝表示的误差　16

第三章傅氏理论18

3.1　周期性18

3.2　傅氏级数18

3.3　方波的傅氏级数　20

3.4　其它波形的傅氏级数　24

3.5　傅氏变换　26

3.6　脉冲的傅氏变换　26

3.7　傅氏逆变换　27

3.8　傅氏变换关系式　27

3.9　离散傅氏变换　27

3.11　快速傅氏变换　31

3.10　离散傅氏变换的限制因素　31

3.12　将理论运用到测量实践时遇到的实际问题　32

3.13　测量时间的限制33

参考文献　33

第四章快速傅氏变换分析仪35

4.1　多通道滤波器式分析仪35

4.2　频率分辨力　36

4.3　FFT分析仪37

4.4　取样波形38

4.5　取样定理39

4.6　FFT的基本特性42

4.7　调节测量的带宽　43

4.8　频谱分析时频带的选择　44

4.10　汉宁窗口46

4.9　泄漏　46

4.11　平顶窗口47

4.12　均匀窗口49

4.13　指数窗口52

4.14　选择窗口函数　52

4.15　振荡器特性的表征　53

4.16　时域显示56

4.17　网络测量57

4.18　相位　58

4.19　谱图　58

4.20　电子滤波器特性的表征　58

4.21　交叉功率谱　59

4.22　相干性　61

4.23　相关测量63

4.24　自相关63

4.25　互相关65

4.26　直方图67

4.27　实时带宽68

4.28　实时带宽和有效值平均69

4.29　实时带宽和瞬变事件　70

4.30　覆盖技术　73

4.31　扫频正弦测量　74

4.32　倍频程测量　75

参考文献　76

第五章　扫频频谱分析仪77

5.1　波形分析仪　77

5.2　外差的工作原理　77

5.3　扫频频谱分析仪　79

5.4　一些实际考虑　80

5.5　输入级　80

5.7　对扫描的限制　81

5.6　分辨带宽　81

5.8　专用扫频方式　84

5.9　本振馈通　84

5.10　检波器84

5.11　数字中频级　85

5.12　跟踪发生器　85

5.13　FFT与扫描的关系85

5.14　混合型分析仪　86

参考文献　86

第六章调制测量87

6.1　载波　87

6.2　幅度调制87

6.3　调幅测量　92

6.4　零扫宽测量法　92

6.5　幅度调制的其它形式　93

6.6　角度调制94

6.7　窄带角度调制　97

6.8　宽带角度调制　98

6.9　调频测量　100

6.10　调幅和调频的组合　101

参考文献　103

第七章失真测量105

7.1　失真模型105

7.2　单音频输入　105

7.3　双音频输入　106

7.4　高阶模型108

7.5　截获概念109

7.6　谐波失真测量　110

7.7　在信号源上利用低通滤波器　111

7.9　分析仪内部的失真　112

7.8　互调失真测量　112

参考文献　113

第八章噪声和噪声测量115

8.1　随机噪声的统计性质　115

8.2　平均值、方差和标准偏差　116

8.3　功率谱密度　116

8.4　噪声的频率分布　117

8.5　噪声等效带宽　118

8.6　噪声的单位和分贝之间的关系119

8.7　噪声测量121

8.8　自动噪声电平测量　121

8.9　本底噪声122

8.10　对本底噪声的修正122

8.11　相位噪声123

参考文献　126

第九章脉冲测量127

9.1　脉冲波形的频谱127

9.2　有效脉冲宽度　128

9.3　线状谱　128

9.4　脉冲谱130

9.5　脉冲射频信号　132

9.6　脉冲的退敏效应　132

参考文献　134

第十章平均和滤波136

10.1　预检波滤波　136

10.2　预检波滤波器　137

10.3　后检波滤波　138

10.5　平均140

10.4　后检波滤波器140

10.6　方差比142

10.7　广义平均142

10.8　线性加权　143

10.9　指数加权　143

10.10　频谱分析仪和网络分析仪中的平均145

10.11　平均与滤波的关系145

10.12　平滑147

10.13　FFT分析仪中的平均147

参考文献150

第十一章　传输线151

11.1　对传输线的要求　151

11.2　分布模型　151

11.3　特性阻抗　151

11.5　发生器、传输线和负载　152

11.4　传输速度　152

11.6　阻抗变化　157

11.7　正弦波电压　158

11.8　复反射系数158

11.9　回波损耗　159

11.10　驻波159

11.11　传输线的输入阻抗　162

11.12　阻抗失匹引起的测量误差163

11.13　传输线的损耗　166

11.14　同轴线　166

参考文献167

第十二章测量连接168

12.1　加载效应168

12.2　最大电压与功率传输168

12.3　高阻抗输入　169

12.4　高阻抗探头　170

12.5　Z0阻抗输入171

12.6　输入接头　171

12.7　Z0终端172

12.8　功率分配器　172

12.9　衰减器173

12.10　回波损耗的改善　176

12.11　经典的衰减器问题　177

12.12　阻抗匹配器件　179

12.13　测量滤波器　181

参考文献183

第十三章双口网络184

13.1　正弦信号　184

13.2　传递函数185

13.3　改进的双端口模型　186

13.4　阻抗参量　187

13.6　混合参量188

13.5　导纳参量188

13.7　传输参量　189

13.8　散射参量　189

13.9　传递函数和S21191

13.10　为什么使用s参量？191

参考文献　191

第十四章网络分析193

14.1　基本的网络测量　193

14.2　示波器和扫描发生器193

14.3　带扫描发生器的频谱分析仪　193

14.4　带跟踪发生器的频谱分析仪195

14.5　比值法　195

14.7　s参量测试装置　196

14.6　定向耦合器　196

14.8　源　197

14.9　扫描的限制　198

14.10　幅度的扫描　199

14.11　频率偏移测量　199

14.12　利用快速傅氏逆变换进行时域测量200

参考文献　201

第十五章　传输测量202

15.1　无失真传输　202

15.2　非线性　204

15.3　线性失真　204

15.4　插入增益和损耗　205

15.5　测量误差　206

15.6　归一化208

15.8　对线性相位的偏离　210

15.7　线性相位的重要性　210

15.9　相位误差　211

15.10　群延迟　213

15.11　延迟孔径　214

15.12　测量面　214

15.13　线的伸缩　216

参考文献　216

第十六章　反射测量217

16.1　直角坐标显示方式　217

16.2　极坐标显示方式　217

16.3　定向电桥和耦合器　221

16.4　插入损耗　223

16.5　耦合系数　223

16.7　反射接法　224

16.6　方向性　224

16.8　归一化　225

16.9　反射测量的误差　225

16.10　误差修正　227

16.11　再论归一化　227

16.12　二项误差修正　227

16.13　三项误差修正　228

16.14　电阻电桥　229

16.15　双端口误差修正　229

16.16　开路、短路和Z0负载　229

参考文献　230

第十七章分析仪的性能和技术指标231

17.1　源／跟踪发生器的技术指标　231

17.2　接收机特性　232

17.3　动态范围　234

参考文献236