要求：重点掌握线性系统频率特性测量的基本任务、点频/扫频测量方法的特点、产生扫频信号的几种基本方法；了解扫频源的组成和特性、相频特性测量方法。 频率响应也称频率特性，网络的频率特性通常是复函数，它的绝对值称为幅频特性，相角或相位称为相频特性。线性网络的频率特性测量包括幅频特性测量和相频特性测量。
10.1.1幅频特性测量
线性系统频率特性的经典测量方法是正弦扫频测量。
1） 点频测量法
点频方式每次只能将频率调节到某一位置，输出某一所需的单一频率连续波信号。点频测量所得的频率特性是静态的，无法反映信号的连续变化；测量频点选择的疏密程度不同对测量结果有很大的影响，特别是对某些特性曲线的锐变部分以及个别失常点，可能会因为频点选择不当或不足而漏掉这些点的测量结果。
太阳能锅炉2） 扫频测量法
扫频测量的扫描式频率源输出能够在测量所需的范围内连续扫描，便于连续测出各点频率上的频率特性结果并立即显示特性曲线。扫频测量法能够快速、直观地测量网络的动态频率特性；所得被测网络的频率特性曲线是完整的，不会出现漏掉细节的问题。
3） 两种测量方法的比较
电机风罩● 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。
● 当静态特性曲线呈对称状时，随着扫频速度加快，动态特性曲线明显出现不对称性，并向频率变化的方向一侧倾斜。
● 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。
测量系统的动态特性必须采用扫频法；而为了得到静态特性，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。
10.1.2扫频测量与扫频源
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。
1） 基本工作原理
典型的扫频源应具备三方面功能：
● 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、正弦波或锯齿波等波形；
● 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。
典型的扫频信号源原理框图如10-2，主要由扫频振荡器、扫描信号发生器、频标产生电路及稳幅反馈环路（ALC）组成。
图10-2 扫频信号源的组成
2） 扫频源的主要特性
A.有效扫频宽度
即扫频源输出的扫频线性和振幅平稳性均符合要求的最大频率覆盖范围，一般用相对值表示：
（10-1）
其中Δf＝f2－f1，表示扫频起点f1与终点f2之间的频率范围；f0＝(f1＋f2 ) /2，表示扫频输出的中心频率或平均频率。
B.扫频线性
扫频线性表示扫频振荡器的压控特性曲线的非线性（或线性）程度，可以用线性系数表征： 线性系数 （10-2）
其中(K0)max表示压控振荡器VCO的最大控制灵敏度，亦即f-V曲线的最大斜率；相应地，(K0)min表示VCO最小控制灵敏度，对应于f反光书包-V曲线的最小斜率。
C.输出振幅平稳性
通常用扫频信号的寄生调幅表示。
3） 获得扫频信号的方法
A.变容二极管电调扫频
常见于射频段到微波段，实现简单、输出功率适中、扫频速度较快，但扫频宽度小，特别在宽带扫频时线性差，需要增加扫频线性补偿电路。
B. YIG电调扫频
常用于产生GHz以上频段的信号，利用下变频可实现宽带扫频。这种方式覆盖频率范围大、扫频线性好，应用广泛。但建立外加偏置磁场的速度有限，否则会影响扫频线性。
C.合成扫频源
通常有直接数字合成（Direct Digital Synthesis，简作DDS）、间接合成（如利用锁相环）两种实现方式。与变容管、YIG等模拟扫频方式相比，合成扫频的输出频率准确，但它实际上是一种自动跳频的连续波工作方式，而且各频点之间必须保证留有足够的频率预置及捕获时间。
4） 频率标记
产生频标的基本方法是差频法。常见的频率标记有菱形频标、脉冲频标、线形频标等多种。菱形频标是利用差频法得到的；脉冲频标由菱形频标变换而来。线形频标是光栅增辉式显示器所特有的频标形式。
5） 宽频段扫频方法
A.差频式宽频段扫频
图10-4所示为差频宽带扫频源框图。
图10-4 差频式宽带扫频的实现方案
B.全基波多频段联合式扫频
将几个频段相互衔接的单频段基波扫频振荡器组件封装起来，用逻辑电路控制微波开关来选择输出频段，由此实现宽频带扫频。
图10-5 全基波多频段联合式宽带扫频
C.多倍频程宽带扫频
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以较宽频带的基波扫频振荡器为基础，除了可以直接输出这个低频段信号外，还可以将它加到可选倍率n的倍频器，以产生若干个较高频段。比全基波式构造简单，但在高频段输出时可能夹杂来自低频谐波寄生信号，倍频后的寄生调频及噪声也随之倍增。
10.1.3相频特性测量
本节主要讨论用于点频测量的相频特性测量仪器。常见的点频相位测量仪器如低频段的模拟式相位计、数字式相位计，高频段的矢量电压表等。滤菌器
1） 双稳型鉴相器
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也称双稳型鉴相器，是一种模拟式相位计。采用“过零时间法”实现相位差测量，即测量两个同频信号波形的同向过零点之间的时间间隔，并使之与被测信号周期相比，从而得到相位差值。
图10-6 双稳态触发型相位计原理
2） 数字式相位计
有相位-时间变换型、相位-电压变换型两种。相位-时间变换型将两个信号的相位差转换成时间差，再用计数器测量该时间间隔；相位-电压变换型是将相位差转换成相应的电压值，然后用数字电压表完成测量。瞬时值型数字相位计属于相位-时间变换型，基本原理如图10-7所示。
图10-7 瞬时值型数字相位计
3） 矢量电压表
矢量电压表能够同时测量信号幅度和相位的测量仪器，本质上属于矢量网络分析仪。采用较多的相频特性测量方法是脉冲触发式，如图10-8所示的宽频带双通道矢量电压表。
图10-8 矢量电压表的构成
本节小结
本节定性地介绍了线性系统频率特性测量的相关概念、基本测量方法以及与幅频特性扫频测量密切相关的扫频源的原理和组成。
本节思考题与练习题
1．为获得GHz以上的扫频信号，应采用哪种扫频方式？
2．为了实现宽频带扫频信号，可以采用的方法有哪些？
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