微波測試設(shè)備-課件

第一章微波測試設(shè)備1ppt課件第一章微波測試設(shè)備1ppt課件1微波測試設(shè)備第一節(jié):信號源第二節(jié):信號檢測和顯示設(shè)備

第三節(jié):輔助元件

第四節(jié):系統(tǒng)(簡單說明)2ppt課件微波測試設(shè)備第一節(jié):信號源2ppt課件2精品資料精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點(diǎn)的難點(diǎn)，你是否會認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學(xué)問無顏見爹娘……”“太陽當(dāng)空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”微波測試設(shè)備--ppt課件4第一節(jié):信號源5ppt課件第一節(jié):信號源5ppt課件5最基本的波形:正弦波6ppt課件最基本的波形:正弦波6ppt課件6周期性矩形脈沖887ppt課件周期性矩形脈沖887ppt課件7一些調(diào)制波形8ppt課件一些調(diào)制波形8ppt課件81.1.1振蕩信號源1.1.2掃頻信號源1.1.3綜合信號發(fā)生器(或合成信號源)9ppt課件1.1.1振蕩信號源9ppt課件91.1.1振蕩信號源10ppt課件1.1.1振蕩信號源10ppt課件10微波振蕩信號源11ppt課件微波振蕩信號源11ppt課件11主要性能指標(biāo)1.頻率范圍2.頻率準(zhǔn)確度和分辨力3.頻率穩(wěn)定度4.頻譜純度5.射頻輸出功率6.射頻輸出功率準(zhǔn)確度7.最大輸出功率8.調(diào)制特性12ppt課件主要性能指標(biāo)1.頻率范圍12ppt課件12頻率準(zhǔn)確度圖示13ppt課件頻率準(zhǔn)確度圖示13ppt課件13功率輸出及精確度圖示14ppt課件功率輸出及精確度圖示14ppt課件14頻譜純度圖示15ppt課件頻譜純度圖示15ppt課件15實(shí)際應(yīng)用中一些性能指標(biāo)引起的一些問題16ppt課件實(shí)際應(yīng)用中一些性能指標(biāo)引起的一些問題16ppt課件1617ppt課件17ppt課件1718ppt課件18ppt課件181.1.2掃頻信號源19ppt課件1.1.2掃頻信號源19ppt課件1920ppt課件20ppt課件20常見的微波掃頻信號源(或振蕩器):1.變?nèi)荻O管電調(diào)振蕩器

varactortunedoscillators(VTO)2.YIG電調(diào)諧振蕩器

YIGtunedoscillators(YTO)3.反射速調(diào)管振蕩器4.返波管電調(diào)諧振蕩器21ppt課件常見的微波掃頻信號源(或振蕩器):21ppt課件21

掃頻線性度:實(shí)際掃頻軌跡與理想軌跡的偏差22ppt課件

掃頻線性度:實(shí)際掃頻軌跡與理想軌跡22輸出功率平坦度23ppt課件輸出功率平坦度23ppt課件2324ppt課件24ppt課件241.1.3綜合信號發(fā)生器

(或合成信號源)25ppt課件1.1.3綜合信號發(fā)生器

(或合成信號源)25頻率合成的方法主要有三種:a)直接頻率合成b)間接頻率合成c)直接數(shù)字頻率合成26ppt課件頻率合成的方法主要有三種:26ppt課件26a)直接頻率合成由一個高穩(wěn)定度的參考源,通過分頻、混頻、倍頻和濾波等方法產(chǎn)生所需的各種輸出頻率.27ppt課件a)直接頻率合成27ppt課件27

直接頻率合成原理說明圖28ppt課件直接頻率合成原理說明圖2828b)間接頻率合成應(yīng)用鎖相環(huán)的頻率合成方法稱為間接頻率合成鎖相頻率合成的基本框圖29ppt課件b)間接頻率合成鎖相頻率合成的基本框圖29ppt課件29c)直接數(shù)字頻率合成(DDS)

是直接對參考正弦時鐘進(jìn)行抽樣,數(shù)字化,然后用數(shù)字計(jì)算技術(shù)和數(shù)模變換器來產(chǎn)生信號,實(shí)現(xiàn)頻率合成.30ppt課件c)直接數(shù)字頻率合成(DDS)30ppt課件30

在實(shí)際應(yīng)用中,可以采用上述幾種方法相結(jié)合的方式,來彌補(bǔ)單獨(dú)應(yīng)用某種方式所具有的局限性.例如,可以采用PLL和DDS相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)高分辨率,低雜散輸出的信號.同樣,也可以利用PLL和DS相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)具有高輸出頻率,低雜散輸出的信號.

下面簡單介紹幾個頻率合成器的設(shè)計(jì)方案31ppt課件在實(shí)際應(yīng)用中,可以采用上述幾種方法相結(jié)合的31鎖相＋倍頻結(jié)構(gòu)毫米波頻率合成源32ppt課件鎖相＋倍頻結(jié)構(gòu)毫米波頻率合成源32ppt課件32鎖相＋混頻結(jié)構(gòu)毫米波頻率合成源33ppt課件鎖相＋混頻結(jié)構(gòu)毫米波頻率合成源33ppt課件33多環(huán)鎖相結(jié)構(gòu)毫米波頻率合成源方框圖34ppt課件多環(huán)鎖相結(jié)構(gòu)毫米波頻率合成源方框圖34ppt課件34性能指標(biāo)1.頻率間隔:最小頻率間隔,也稱分辨力2.頻率轉(zhuǎn)換時間:從一個頻率轉(zhuǎn)換到另一個頻率,并達(dá)到鎖定狀態(tài),這個過程所需要的時間3.長期和短期頻率穩(wěn)定度長期穩(wěn)定度通常以年月日來計(jì)算典型值為:Δf/f=(10-7—10-10)/每日短期頻率穩(wěn)定度是指秒級頻率穩(wěn)定度,通常用相位噪聲表示.35ppt課件性能指標(biāo)1.頻率間隔:最小頻率間隔,也稱分辨力35ppt課件35相位噪聲的基本概念

相位噪聲是指信號源中，由各種隨機(jī)噪聲所引起的輸出信號瞬時頻率或相位的起伏，它表征的是信號源輸出頻率的短期穩(wěn)定性指標(biāo)，是高穩(wěn)定度、高純度頻率源的一項(xiàng)十分重要的指標(biāo)。由于相位噪聲的存在，引起載波頻譜的擴(kuò)展，其范圍可以從偏離載波小于1Hz一直延伸到幾兆赫茲。36ppt課件相位噪聲的基本概念相位噪聲是指信號源中，由36理想情況下，信號源輸出的信號是純的正弦波信號，可用式表示如下：這樣的信號在頻域中表現(xiàn)為一根信號譜線

純正弦信號的譜線37ppt課件理想情況下，信號源輸出的信號是純的正弦波信號，可用式表示如下37

但是，在實(shí)際應(yīng)用中，所有信號源的輸出都存在著不穩(wěn)定性，即存在著幅度、頻率或相位的起伏，這樣的不純信號可表示為

通常情況下，信號源的輸出中都有A(t)，它不直接造成頻率起伏或相位起伏，在這里可以忽略不計(jì)。這些相位起伏的特征描述通常叫做相位噪聲。由于頻率是相位對時間的導(dǎo)數(shù)，因此研究瞬時頻率穩(wěn)定度問題歸結(jié)為研究瞬時相位起伏的問題。在頻域用頻譜分析儀觀察，相位噪聲表現(xiàn)為噪聲邊帶連續(xù)地分布在載波頻率的上下兩邊，如圖所示。頻域表示的相位噪聲可以簡單地看作是無限數(shù)目的相位調(diào)制邊帶，每一個相位調(diào)制邊帶又是由一個低頻信號對載波進(jìn)行相位調(diào)制而產(chǎn)生。

不純正弦信號的噪聲邊帶頻譜38ppt課件但是，在實(shí)際應(yīng)用中，所有信號源的輸出都38相位噪聲的來源

通常情況下，信號源的相位起伏同時具有隨機(jī)的或離散的特性，用頻譜分析儀觀察的結(jié)果如圖所示。其中，信號邊帶中的離散分布的信號稱作雜散分量，另外一種為連續(xù)分布的隨機(jī)信號，稱作相位噪聲。信號源中的雜散分量一般是由電源紋波、機(jī)械振動或系統(tǒng)內(nèi)部鑒相信號的泄漏或其它電路的信號竄擾，通過振蕩器的供電端或調(diào)諧端對振蕩器的輸出信號進(jìn)行調(diào)頻產(chǎn)生的，這種雜散的分布一般情況下具有一定的規(guī)律性。另外一種呈隨機(jī)分布的相位噪聲通常是由振蕩器本身內(nèi)各器件所產(chǎn)生的各種隨機(jī)噪聲(如電阻產(chǎn)生的熱噪聲、半導(dǎo)體器件所產(chǎn)生的散彈噪聲和閃爍噪聲等)引起的。其它電路所產(chǎn)生的隨機(jī)噪聲，也可以通過振蕩器的供電端或調(diào)諧端對輸出信號進(jìn)行調(diào)頻產(chǎn)生相位噪聲。39ppt課件相位噪聲的來源通常情況下，信號源的相位起伏同時具有隨機(jī)的或39頻譜分析儀上顯示的信號源相位噪聲40ppt課件頻譜分析儀上顯示的信號源相位噪聲40ppt課件40單邊帶相位噪聲的定義

信號源中，由于相位噪聲的存在，在頻域中，輸出信號的譜線是以調(diào)制邊帶的形式連續(xù)地分布在載波的兩邊，是雙邊帶的，并以載波頻率f0為中心對稱。通常分析問題時，只取其中一個邊帶就可以了，把這一個邊帶稱為單邊帶(SSB)相位噪聲，用L(fm)表示，如圖所示(a)相位噪聲邊帶(b)單邊帶相位噪聲L(fm)

41ppt課件單邊帶相位噪聲的定義信號源中，由41

單邊帶相位噪聲的定義為偏離載波頻率fm赫茲處，在1Hz帶寬內(nèi)，一個相位調(diào)制邊帶的功率PSSB與總功率PS之比,即L(fm)通常用對數(shù)來表示，單位為dBc/Hz@fm。42ppt課件單邊帶相位噪聲的定義為偏離載波頻率fm赫42第二節(jié):信號檢測和指示(顯示)設(shè)備1.2.1.檢波器1.2.2.功率檢測1.2.3.功率計(jì)1.2.4.頻譜分析儀1.2.5.噪聲系數(shù)分析儀43ppt課件第二節(jié):信號檢測和指示(顯示)設(shè)備1.2.1.檢波器43pp431.2.1.檢波器44ppt課件1.2.1.檢波器44ppt課件44微波檢波器的基本結(jié)構(gòu)45ppt課件微波檢波器的基本結(jié)構(gòu)45ppt課件45主要性能指標(biāo)頻率范圍,頻率響應(yīng),靈敏度,端口阻抗,最大輸入功率,極性,VSWR,接頭形式

檢波器主要作用46ppt課件主要性能指標(biāo)46ppt課件46微波檢波器應(yīng)用舉例:47ppt課件微波檢波器應(yīng)用舉例:47ppt課件471.2.2.功率檢測a)熱電偶b)電阻測輻射熱儀48ppt課件1.2.2.功率檢測a)熱電偶48ppt課件48a)熱電偶

用于準(zhǔn)確測量溫度的熱電子元件,由兩種連在一起的不同金屬組成,這樣連接點(diǎn)間產(chǎn)生的電壓變化就是兩點(diǎn)間溫度差異的量度.49ppt課件a)熱電偶用于準(zhǔn)確測量溫度的熱電子元件49b)電阻測輻射熱儀

利用某些溫度敏感元件的電阻隨所加的功率大小而變化的效應(yīng),對功率大小進(jìn)行檢測.

正溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù)

50ppt課件b)電阻測輻射熱儀利用某些溫度敏感元件的電阻501.2.3.功率計(jì)功率探頭功率測量儀51ppt課件1.2.3.功率計(jì)功率探頭51ppt課件51一些傳感器具有代表性的檢測功率范圍：

-70dBm~-20dBm

-30dBm~+20dBm

-17dBm~+35dBm

-10dBm~+35dBm52ppt課件一些傳感器具有代表性的檢測功率范圍：52ppt課件52

微波功率計(jì)根據(jù)所測信號的不同分為連續(xù)波功率計(jì)和脈沖功率計(jì).

根據(jù)讀數(shù)顯示形式可以分為模擬式和數(shù)字式.53ppt課件微波功率計(jì)根據(jù)所測信號的不同分為連續(xù)波功率計(jì)和脈531.2.4.頻譜分析儀54ppt課件1.2.4.頻譜分析儀54ppt課件54掃頻超外差式頻譜儀的原理方框圖55ppt課件掃頻超外差式頻譜儀的原理方框圖55ppt課件552.2.5.噪聲系數(shù)測試儀a)噪聲源b)噪聲系數(shù)計(jì)56ppt課件2.2.5.噪聲系數(shù)測試儀a)噪聲源56ppt課件56

噪聲源有很多不同的種類,通常應(yīng)用的噪聲源分為三種類型:

熱/冷噪聲源固態(tài)噪聲源氣體放電噪聲源57ppt課件噪聲源有很多不同的種類,通常應(yīng)用的噪聲源分為三57第三節(jié):輔助元件1.3.1:衰減器1.3.2:定向耦合器1.3.3:槽線1.3.4:調(diào)制器1.3.5:校準(zhǔn)件58ppt課件第三節(jié):輔助元件1.3.1:衰減器58ppt課件581.3.1:衰減器a)固定衰減器b)可變衰減器連續(xù)可變步進(jìn)59ppt課件1.3.1:衰減器a)固定衰減器59ppt課件59a)固定衰減器(給定衰減量,計(jì)算電阻值)60ppt課件a)固定衰減器(給定衰減量,計(jì)算電阻值)60ppt課件60性能指標(biāo)頻率范圍衰減量衰減精確度VSWR最大輸入功率接頭形式61ppt課件性能指標(biāo)頻率范圍61ppt課件61連續(xù)可調(diào)衰減器性能指標(biāo):衰減范圍,損耗62ppt課件連續(xù)可調(diào)衰減器性能指標(biāo):衰減范圍,損耗62ppt課件62步進(jìn)衰減器

在一定范圍內(nèi)按固定值遞增,主要采用開關(guān)和固定衰減器相結(jié)合的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)性能指標(biāo):步進(jìn)及衰減范圍,還有損耗63ppt課件步進(jìn)衰減器在一定范圍內(nèi)按固定值遞增,主要采用開關(guān)和631.3.2:定向耦合器64ppt課件1.3.2:定向耦合器64ppt課件64

定向耦合器有很多不同的結(jié)構(gòu),其中最常見的是支線耦合器,蘭格耦合器和平行耦合線耦合器65ppt課件定向耦合器有很多不同的結(jié)構(gòu),其中最常見的是支線耦合器,65基本的定向耦合器和雙向定向耦合器的示意圖66ppt課件基本的定向耦合器和雙向定向耦合器的示意圖66ppt課件66性能指標(biāo)頻率范圍耦合度耦合度偏差插入損耗方向性端口阻抗VSWR最大承受功率接頭形式67ppt課件性能指標(biāo)頻率范圍67ppt課件67定向耦合器的應(yīng)用68ppt課件定向耦合器的應(yīng)用68ppt課件6869ppt課件69ppt課件691.3.3:槽線(測量線):主要用來測量VSWR,和波長等參數(shù).按傳輸線的結(jié)構(gòu)來分,主要有波導(dǎo)式＆同軸式主要包含三部分:開槽線,耦合指示器＆傳動矩形波導(dǎo)測量線70ppt課件1.3.3:槽線(測量線):主要用來測量VSWR,和波長等參70波導(dǎo)開槽線:它是在矩形波導(dǎo)寬邊的中央開一條嚴(yán)格平行于縱向軸線的長條槽縫構(gòu)成的,是與待測元件連接的一段波導(dǎo)傳輸線.耦合指示機(jī)構(gòu)它由探針,調(diào)諧腔體,晶體檢波器和指示設(shè)備構(gòu)成.探針通過波導(dǎo)的槽縫伸進(jìn)波導(dǎo)內(nèi),與所在位置的電場發(fā)生耦合,在探針上產(chǎn)生與該處電場強(qiáng)度成比例的感應(yīng)電動勢,并經(jīng)過探針的調(diào)諧腔體送至晶體檢波器,從而轉(zhuǎn)換成直流電流,用微安計(jì)等來指示.