第6章信号分析和频域测量PPT课件
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信号与系统课件--第6章 离散信号与系统的频域分析
fN(k)2 1nN F(ej n0)ej0n
k 0
09.01.2021
f(k)21 2F(ej)ejkd
信号与系统
第6章 离散信号与系统的频域分析
f (k) 1 F(ej)ejkd
2 2
F(ej)
f (k)e jk
k
f (k)
k
09.01.2021
F(ej)F(ej)ej()
信号与系统
1
F (ej)
1－a
F (ej) 1 1＋a
1 1＋a
1 1－a
－ 2
－
o
－ 2
－
o
arctan
a 1－a 2
arctan
a
1－a 2
－ 2
－
o
－ arctan
a
1－a 2
09.01.2021
(a )
－ 2
－
o
图 6.2-2 akε(k)及其频谱
－ arctan
a
1－a 2
信号与系统
(b )
(6.1-11)
n=0, ±N, ±2N, …
第6章 离散信号与系统的频域分析
据式(6.1 - 11)就可画出f(k)的频谱图，但此频谱图的绘制比较
困难。为了更方便地绘制f(k)的频谱图，我们采用与连续时间
矩形脉冲信号频谱绘制相似的方法， 先分析Fn的包络。 为
此，将(6.1 - 11)式中的 2 n 用连续变量ω来代换， 即有 N
2
第6章 离散信号与系统的频域分析 5. f(k)=1
2 12 n ( 2 n) e j k d 2 1 () e j k d 2 1
由此可见， 1
对应的离散时间傅里叶变换为 (2n) ，因
第六章信号显示与测量
TEK DPO4104
开发的DPO样机
示波器最新产品
泰克—混合域示波器（MDO4000系列）
MDO4000系列混合域示波器是由美国泰克公司2011年9月推 出的世界首创也是唯一的集数字荧光示波器、频谱分析仪 、逻辑分析仪、总线协议分析仪、调制域分析仪五种仪器 功能于一身的跨域分析示波器。
数字示波器测出的上升时间与取样点的位臵 有关（见图6-22）
数字示波器测出的上升时间与扫速也有关（见表6-5）。 因数字示波器的实际取样率随扫速下降而下降，因此 测上升沿的误差也随扫速下降而增加。表6-5为TDS520B数 字示波器在改变时基因数时测量某波形的上升时间值。
由表可见，不同时基因数时测得的上升时间值相差甚 远，因此，使用数字示波器时不能根据测出的波形上升时间 的值来反推信号的上升时间。
垂直输入电路包括输入衰减器、前臵放大器，对各种幅度 的被测信号进行衰减或放大。 垂直末级放大器对信号进一步放大，以满足Y偏转板的要求。 触发电路产生触发脉冲启动时基发生器工作。
时基发生器是扫描电路的核心，由它产生扫描电压。
水平末级放大器对扫描电压进行放大，以满足X偏转板的要 求。
Z电路控制荧光屏显示的亮暗程度
延迟级是为了能在屏幕上观测到被测信号的起始部分，因 为水平通道的延迟时间比垂直通道的延迟时间要长，所以要 在Y通道加一延迟级以推迟被测信号到达Y偏转板的时间。 图6-3(b)为电路各点的波形。
模拟示波器的主要技术指标:
(1)Y通道的带宽和上升时间 高端 Y通道的 频率 带宽
BW f h f l
1998年，TEK公司推出了数字荧光示波器（DPO）
3.示波器的分类
(1)通用示波器
模拟示波器 数字示波器 数字存储示波器-DSO, 数字荧光示波器-DPO 取样示波器 采用取样技术将高频周期信号转化为低频信号. (2)特种示波器
第6章信号处理简介
机电工程学院 Sun Chuan 68215 第6章 信号处理简介
随机信号分类
随机信号可分为平稳的和非平稳的。如果随机 信号的特征参数不随时间变化，则称为平稳的，否
则为非平稳的。一个平稳随机信号，若一次长时间
测量的时间平均值等于它的统计平均值(或称集合平 均值)，则称这样的随机信号是各态历经的。通常把 工程上遇到的随机信号均认为是各态历经的。
X(k ) x(n)e j2πkn/N
n 0
N 1
(2.4.1)
1 N 1 x(n) X(k )e j2πkn/N N k 0
机电工程学院 Sun Chuan 68215 第6章 信号处理简介
上述的离散傅里叶变换对将N个时域采样点x(n)与N 个频率采样点X((k)联系起来，建立了时域与频域的关 系，提供了通过计算机作傅里叶变换运算的一种数学 方法。利用计算机进行离散傅里叶变换可查阅相关文 献。
机电工程学院 Sun Chuan 68215 第6章 信号处理简介
图2.4.3 采样频率不同时的频谱波形
机电工程学院 Sun Chuan 68215 第6章 信号处理简介
3. 量化及量化误差
(1) 量化 将采样信号的幅值经过四舍五入的方法离散化的 过程称为量化。 (2) 量化电平 若采样信号可能出现的最大值为A，令其分 为B个间隔，则每个间隔Δx=A/B，Δx称为量化电平，每个量 化电平对应一个二进制编码。 (3) 量化误差 当采样信号落在某一区间内，经过四舍五入 而变为离散值时，则产生量化误差，其最大值是±0.5Δx。 量化误差的大小取决于A/D转换器的位数，其位数越高， 量化电平越小，量化误差也越小。比如，若用8位的A/D转换 器，8位二进制数为28=256，则量化电平为所测信号最大幅值 的1/256，最大量化误差为所测信号最大幅值的±1/512。
信号的频谱分析 ppt课件
x(t) X0 [ X ne jnw1t X ne jnw1t ] n1
或
x(t)
X e jnw1t n
(n 0,1,2)
n
X n
1 2
(an
jbn )
1 T
T 2
T
x(t
)e
jnw1t
dt
2
n 0,1,2,3,...
an
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2 T
T
2 T
x(t)
cosn1tdt
2
34
§ 1-3 周期信号的频谱分析
式中
0＝
2
T0
2f0
近似方波的叠加演示—复频信号发生器.exe
ppt课件
19
§ 1-2 信号的时域及频域描述
周 期 方 波 的 描 述
ppt课件
20
第三节 周期信号的频谱分析
信号的表示：★ 时间域表示，例如 x(t) ，简称时域信号； ★ 频率域表示，例如X ( f )，简称频域信号；
它们的关系：
在一般情
况下
，X
是
n
复数
，可以写成：
X n X nR jX nI X n e jn
式中 Xn
X
2 nR
X
2 nI
n
arctg
X nI X nR
X
n与X
共
n
轭，即X
n
X n；n
n
把周期函数x(t)展开为傅利叶级数的复指数函数
形式后，可分别以X n 和n 作幅频谱和相
频谱图。
ppt课件
35
§ 1-3 周期信号的频谱分析
测试技术中的周期信号ppt课，件 大都满足该条件。
频域测量PPT课件
被测信号 衰减器
Y前置放大
Y末级放大
休止期 工作期
去Y偏 10ms 10ms 转板
频率标记输入
图6.4.2 扫频仪中的时序图
图6.4.1 Y通道单元原理框图
21
测试实例
电路幅频特性的测量
当被测设备输入阻抗和扫 频仪的输出阻抗相等时， 采用空载电缆线连接被测 设备；当不等时，应在扫 频仪和被测设备之间加一 个阻抗匹配网络。
变容二极管电容公式： Cj K(UTU)1/n
公式中：U是外加 电压，反向偏置 时是负值，正向 偏置时是正值。 UT是内建电压， K与n是常数。
6
6.1.2扫频仪中的关键器件
（2）电调谐变容二极管 变容二极管有三类：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。 电调谐变容二极管用在频率调制电路中，其作用 是：当加到PN结上的偏压变化时，结电容Cj跟 随变化，从而改变电路的谐振频率，达到电调谐 的目的。
2、固定振荡器
中心频率控制电压 取自于面板上的电 位器，中心频率控 制电压一经确定， 固频振荡器就会产 生固定频率的振荡 信号。改变中心频 率控制电压就是改 变变容二极管的偏 压，即改变振荡频 率。
图6.2.3 固定振荡器电路
12
6.2.2单元电路工作原理
3、扫频振荡器
6.2.4 扫频振荡器
穿心电容的作用是旁路掉杂散的高频干扰信号。
图625混频器和低通滤波器16图631频标单元工作原理框图频标选择频标选择外接频标外接频标谐波发生器谐波发生器谐波发生器谐波发生器谐波发生器谐波发生器频标混频频标混频频标混频频标混频频标混频频标混频频标混频频标混频低通滤波低通滤波低通滤波低通滤波低通滤波低通滤波低通滤波低通滤波110分频1mhz110分频1mhz10mhz晶振10mhz晶振50mhz晶振50mhz晶振来自扫频输出来自扫频输出频标是频率标记的简称
频域测量PPT课件
电压表Ⅱ作为网络输出端的电压幅度指示器。
Agilent频谱分析仪E4402B的测量能力可参考表6. 这有利于频谱仪在测试过程中发现被噪声淹没的小功率连续信号，还可提高测量的可重复性。
扫频仪的内部电路组成如图6. 输出衰减器用于改变扫频信号的输出幅度。
有用效扫菱频宽形度也的称扫差频频频偏，信是指号在扫去频线触性和发幅度一不平个坦性单符合稳要求态的前触提下发，一器次扫(见频能图达到6的.最7大)频，率范将围，其即输出的 Δf=fmax-fmin
窄脉冲在Y放大器中与图形信号叠加。这样，一个个窄脉冲波形将 频谱分析仪除了对输入信号中各个频率成分的频率和功率进行基本的测试外，通过选配一定的硬件、软件，还可以实现很多有用参数
1．点频测量法 点频法就是通过逐点测量一系列规定频率点上的网络增益(或 衰减)来确定幅频特性曲线的方法，其原理如图6.2所示。 正弦波信号发生器作为网络输入的信号源，提供频率和电压 幅度均可调整的正弦信号； 电压表Ⅰ作为网络输入端的电压幅度 指示器； 电压表Ⅱ作为网络输出端的电压幅度指示器。 测量方法： 在被测网络整个工作频段内，改变输入信号的频率，注意在改 变输入信号频率的同时，保持输入电压的幅度恒定(用电压表I来监 视)，在被测网络输出端用电压表Ⅱ测出各频率点相应的输出电压， 做好记录。然后在直角坐标中，以横轴表示频率的变化，以纵轴表 示输出电压幅度的变化，连接各点，就描绘出网络的幅频特性曲线。
（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。
Agilent频谱分析仪E4402B的测量能力可参考表6. 这有利于频谱仪在测试过程中发现被噪声淹没的小功率连续信号，还可提高测量的可重复性。
扫频仪的内部电路组成如图6. 输出衰减器用于改变扫频信号的输出幅度。
有用效扫菱频宽形度也的称扫差频频频偏，信是指号在扫去频线触性和发幅度一不平个坦性单符合稳要求态的前触提下发，一器次扫(见频能图达到6的.最7大)频，率范将围，其即输出的 Δf=fmax-fmin
窄脉冲在Y放大器中与图形信号叠加。这样，一个个窄脉冲波形将 频谱分析仪除了对输入信号中各个频率成分的频率和功率进行基本的测试外，通过选配一定的硬件、软件，还可以实现很多有用参数
1．点频测量法 点频法就是通过逐点测量一系列规定频率点上的网络增益(或 衰减)来确定幅频特性曲线的方法，其原理如图6.2所示。 正弦波信号发生器作为网络输入的信号源，提供频率和电压 幅度均可调整的正弦信号； 电压表Ⅰ作为网络输入端的电压幅度 指示器； 电压表Ⅱ作为网络输出端的电压幅度指示器。 测量方法： 在被测网络整个工作频段内，改变输入信号的频率，注意在改 变输入信号频率的同时，保持输入电压的幅度恒定(用电压表I来监 视)，在被测网络输出端用电压表Ⅱ测出各频率点相应的输出电压， 做好记录。然后在直角坐标中，以横轴表示频率的变化，以纵轴表 示输出电压幅度的变化，连接各点，就描绘出网络的幅频特性曲线。
（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。
频域分析学习.pptx
• （1）多项式之比：
（2）多项式根的形式：
n
aiS i
F
i0 m
bjS j
i0
n
(S zi )
F(S) K
i0 m
(S pj )
j0
式
中ai
,
b
为
j
常数。
式中zi和p j分别是F (S)的零点和极点。
若输入源为1，则F为电路的传输函数，其形式可为：
F(S) N(S) D(S )
其中，N (S )和D(S )由上式定义。
• [1] 采用“单位圆上的多项式内插法”。
• [2] 假定有n+1个不同的点{xi，yi}，yi=f(xi)， i=0,1,…n；xi和yi可以是实数也可以是复数。构造一个 多项式Pn(x)，使它通过这n+1个已知点，即：
n
Pn (x) a j x j j0
将xi代入上述多项式，应能得到yi。即：
x0 1
xk
exp
2k
n 1
1
引入代换式
i
x1
exp
2 i n 1
x0
1
w exp 2 1
n1 则有：
34
xk wk , X [wij ] 第35页/共51页
引入代换式
6.2
零
极点
分
析 w
exp
2
n
1 1
●则有：
xk wk , xi j wij , X [wij ]
●可以证明：
26
第27页/共51页
6.2 零极点分析
• 1.电路网络函数的零点和极点
• [1] 设电路方程为：TX=B
向量X由节点电位和某些支路电流组成。电路是由电压 源
《频域测量》课件
《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。
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。
频域测量
---------------相位---------------------------------------相差------。 A/D RAM FFT
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)
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)
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第7页
9.2 扫描式频谱仪
9.2.1 滤波式频谱分析技术 1.基本原理
用带通滤波器选出待分析信号 用检波器将该频率分量变为直流信号 显示器将直流信号的幅度显示出来 带通滤波器的中心频率是多个或可变的
✓ 并行滤波式 ✓ 扫频调谐滤波式 ✓ 扫频外差滤波式 ✓ 数字滤波式
第8页
现代电子测量
并行滤波式频谱仪
现代电子测量
第九章 信号分析和频域测量
9.1 频谱分析的基本概念 9.2 扫描式频谱仪 9.3 付里叶分析仪 9.4 频谱仪在频域测试中的应用 9.5 谐波失真度测量 9.6 调制度测量
第1页
现代电子测量
9.1 频谱分析的基本概念
9.1.1 频谱
1. 基本概念 频谱：广义上指组成信号的全部频率分量的总集。一般
f2
f
f0
f
波形因子定义： S6F /03B 6d 0B /B 3dB
也可用 40dB带 宽 与3dB带宽之 比表示。波形因子较小的滤波
反映区分两个不等幅信号 的能力，也称带宽选择性
器的特性曲线更接近于矩形， 故波形因子也称矩形系数
第14页
恒带宽与恒百分比带宽
现代电子测量
• 等绝对带宽或等信息量带宽：线性频率刻度下对称
0dB -10dB -20dB -30dB
倍频程 选择性
•恒 百 分 比 带 宽 : 绝 对 带 宽 B 与
中 心 频 率 f0 的 比 值 （ 即 相 对 带 宽）是常数。对数刻度下频率
-40dB
特性对称。常用“倍频程选择
-50dB
性”表示远离中心频率一倍频
0.2f0
0.5f0
f0
2f0
1倍频程 1倍频程
现代电子测量
窄带滤波器
ux 前置 放大器
窄带滤波器 窄带滤波器
门 门 门
检波
Y放大
窄带滤波器 门
脉冲分配器
脉冲 发生器
阶梯波 发生器
X放大
也可以是多个检波器后再接电子扫描开关
第9页
扫频调谐滤波式频谱仪
现代电子测量
ux 电调谐 滤波器
视频 检波器
Y放大
锯齿波 发生器
X 放大
中心频率可调谐的窄带滤波器;
结构简单，电调谐滤波器损耗大、调谐范围窄、频 率特性不均匀、分辨率差，适用于窄带频谱分析.
第10页
扫频外差式频谱仪
现代电子测量
fx
IF 滤波
检波
Y 放大
fL LO
扫描信号 发生器
X 放大
窄带滤波器中心频率固定 将要分析的频率分量搬到固定的滤波器处进行滤波
第11页
数字滤波式频谱仪
现代电子测量
uxA /D 数 据 缓 存数 字 滤 波 器 数 字 检 波 平 均 显 示
2
现代电子测量
5 快速付氏变换
➢FFT：实现离散付氏变换、进行时-频域分析的一种极迅捷有 效的算法。
➢FFT算法经过仔细选择和重新排列中间计算结果，完成计算 的速度比离散付氏变换有明显提高，在数字式频谱仪等仪器中 得到广泛应用。
➢最常见的FFT算法：基2的时间抽取法，即蝶形算法。若频谱 分析的记录长度为N（N常取2的幂次），进行离散付氏变换所 需的计算次数约为N2，蝶形算法需要的次数为N log2N。
的频谱测量中常将随频率变化的幅度谱称为频谱。频谱 测量的基础是付里叶变换。 频谱类型：离散谱（线状谱），连续谱。 2.周期信号的频谱特性 离散性：频谱是离散的，由无穷多个冲激函数组成； 谐波性：谱线只在基波频率的整数倍上出现； 收敛性：谐波幅度随着谐波次数的增大而逐渐减小。 脉冲宽度与频带宽度 重复周期变化对频谱的影响 能量谱和功率谱
时 基 地 址 控 制
数字滤波器可以实现与并行滤波式等效的实时分析。 滤波器的中心频率由时基电路控制。 数字滤波式频谱仪在现代频谱分析仪中占有重要地位。频率分 辨力高，具有高稳定性、可重复性和可编程性等优点。
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2.带通滤波器的性能指标
带宽
A2 理 想 滤 波 器
A2 实际滤波器
1 0.707
时域
周期 非周期 离散 连续
付
离散
氏 连续
变 周期
换 非周期
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频域
现代电子测量
9.1.2 信号的频谱分析技术
频谱分析的内容：
➢ 信号本身的频率特性分析，如对幅度谱、相位谱、能量 谱、功率谱等进行测量；
➢ 对线性系统非线性失真的测量，如测量噪声、失真度、 调制度等。
频谱分析仪的基本原理:
➢FFT分析法：适于瞬态信号的频谱测量。 ➢非实时分析法:在任意瞬间只有一个频率成分能被测量， 无法得到相位信息。适用于连续信号和周期信号的频谱测量。 扫频式、差频式
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现代电子测量
3 非周期信号的频谱
频谱密度函数F (jω)是ω的连续函数，即非周期信号的频谱
是连续的。
f (t)为实函数时，F(jω) = F*(-jω) ;f (t)为虚函数时，有 F(jω) = -F*(-jω) 。
无论f (t)为实函数或虚函数，幅度谱|F(jω)|关于纵轴对称， 相位谱e j(ω)关于原点对称。
以扫描式为基础， 采用滤波器或混频 器将被分析信号中 各频率分量逐一分 离。
所有早期的频谱仪 几乎都属于模拟滤 波式或超外差结构， 并沿用至今。
数字式频谱仪：
非扫描式，以数字滤 波 器 或 FFT为 基 础 。 精度高、性能灵活， 但受数字系统工作频 率限制。
单纯数字式谱仪一般 用于低频段实时分析， 尚达不到宽频带高精 度。
4 离散时域信号的频谱 序列付氏变换：以e j n作为完备正交函数集，对给定序列做
正交展开。
离散时期的，频谱一定是离散的，反之亦然；
若离散序列是非周期的，频谱一定是连续的，反之亦然。
F(ej) f[n]ejn n
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f[n]1 F(ej)ejnd
3dB带 宽
现代电子测量
RBW RBW RBW
3dB点
0
f
3dB带宽(半功率带宽)
0
f1 f0 f2
f
分辨率带宽（RBW）反映滤波器 区分两个相同幅度、不同频率的
信号的能力
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波形因子
dB
现代电子测量
dB 3dB 0
B 3dB
60dB
－ 20
－ 40
3dB
－ 60
B 40dB B 60dB
f1
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频谱分析仪分类
现代电子测量
分析处理方法：模拟式、数字式、模数混合式 基本工作原理：扫描式、非扫描式 处理的实时性：实时、非实时 频率轴刻度：恒带宽（线性刻度）
恒百分比带宽（对数刻度） 输入通道数目：单通道、多通道 工作频带：低频、高频、射频、微波等
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现代电子测量
模拟式频谱仪：