射频方面的概念

1.NCO、DDS,PLL它们的区别?

直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesis ,简称:DDS)是一种全数字化的频率合成器,由相位累加器、波形ROM,D/A转换器和低通滤波器构成,DDS技术是一种新的频率合成方法,它具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等优点。但它也并不完美,合成信号频率较低、频谱不纯、输出杂散等缺点。

锁相式频率合成器是采用锁相环(PLL)进行频率合成的一种频率合成器。它是目前频率合成器的主流,可分为整数频率合成器和分数频率合成器。由压控振荡器与鉴相器之间的锁相环反馈回路上增加整数分频器,就形成了一个整数频率合成器。通过改变分频系数,压控振荡器就可以产生不同频率的输出信号,其频率是参考信号频率的整数倍,因此称为整数频率合成器。输出信号之间的最小频率间隔等于参考信号的频率,而这一点也正是整数频率合成器的局限所在。分数频率合成器输出信号频率不必是参考信号频率的整数倍,可以是参考信号频率的小数倍。其输出信号的最小频率间隔即输出频率精度由参考信号频率和小数频率合成器的分辨位数决定。它最大的特点是频率间隔小、工作频率高。

PLL技术具有高频率、宽频、频谱质量好等优点,但其频率转换速度低。DDS技术则具有高速频率转换能力、高度的频率和相位分辨能力,但目前尚不能做到宽带,频谱纯度也不如PLL。混合式频率合成技术利用这两种技术各自的优点,将两者结合起来,其基本思想是利用DDS的高分辨率来解决PLL中频率分辨率和频率转换时间的矛盾。

数字控制振荡器(NCO,numerical controlled oscillator)是软件无线电、直接数据频率合成器(DDS,Direct digital synthesizer)、快速傅立叶变换(FFT,Fast Fourier Transform)等的重要组成部分,同时也是决定其性能的主要因素之一,用于产生可控的正弦波或余弦波。随着芯片集成度的提高、在信号处理、数字通信领域、调制解调、变频调速、制导控制、电力电子等方面得到越来越广泛的应用。

FPGA的DCM是对一个外部的输入时钟信号进行倍频、分频、移相、频率合成等操作。

DDS比模拟PLL优越的特点

输出分辨率小:只要相位累加器的位宽足够大,参考时钟频率足够小,则分辨率可以很小:分辨率0.000001Hz~0.03Hz;。相反,模拟锁相环的合成器的分辨率为1KHz,它缺乏数字信号处理的固有特性。

输出频率变换时间小:一个模拟锁相环的频率变换时间主要是它的反馈环处理时间和压控振荡器的响应时间,通常大于1ms。整片DDS合成器的频率变换时间主要是DDS的数字处理延迟,通常为几十个ns。

调频范围大:一个负反馈环的带宽输出参考频率决定了模拟锁相环的稳定的调频范围;整片的DDS合成器是不受稳定性的影响的,在整个Nyquist频率范围内是可调的。

相位噪声:DDS优于PLL的最大优势就是它的相位噪声。由于数字正弦信号的相位与时间成线形关系,整片的DDS输出的相位噪声比它的参考时钟源的相位噪声小。而模拟锁相环的相位噪声是它的参考时钟的相位噪声的加倍。

体积小、集成度高:整片的DDS封装成小面积芯片,因而比PLL的占板面积小得多。 但是DDS频率合成目前还存在工作频率高端受限,主要是受DAC器件速率限制,杂波电平高(较好的有-70dBc),作为时钟发生器时边缘抖动大等缺点。

2.什么是基带信号?

信源(信息源,也称发终端)发出的没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号,其特点是频率较低,信号频谱从零频附近开始,具有低通形式。根据原始电信号的特征,基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号(相应地,信源也分为数字信源和模拟信源。)

3.基带载波信号?射频载波信号?

由于频率资源的有限性,限制了我们无法用开路信道传输信息。再者,通信的最终目的是远距离传递信息。由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因,基带信号是无法在无线信道或光纤信道上进行长距离传输的。为了进行长途传输,必须对数字信号进行载波调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。最后,较小的倍频程也保证了良好的带内特性。所以调制就是将基带信号搬移到信道损耗较小的指定的高频处进行传输(即载波传输),调制后的基带信号称为通带信号,其频率比较高。

一个信号要能发射出去,其发射天线尺寸就要跟这个信号的波长差不多。(电磁场理论的东西就不说了)原始信号频率都是频率比较低的,也就是波长很长,天线很难做。射频信号频率高,天线不用很大就能发射,所以把原始信号调制到射频载波上,以实现无线传输。一般来说天线的尺寸是发送/接收波长的1/4.

4.什么是上变频和下变频?

粗略的理解:原理就是把你要变频的信号和一个固定频率信号一块送进一个非线性器件(所谓的混频器),就会得到两个频率相加的频率和相减的频率。比如说把10MHz和90MHz的两个信号送进混频器,就会有100MHz和80MHz的频率出来,用滤波器滤掉80MHz的,你就完成了10MHz到100MHz的变频。

上变频就是将中频信号与一个频率较高的本振信号进行混频的过程,然后取混频之后的上边带信号。下变频是上变频的逆过程,原理是一样的,只是取的是本振信号与微波信号的不同组合而已,取的是混频之后的下边带信号。本振信号频率轻微漂移将引起发射信号和接收信号频率较大的漂移,因此它们的频率稳定度主要取决于本振信号的频率稳定度。

5.低通滤波、高通滤波、阻带滤波?

滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波分经典滤波和现代滤波两种。

经典滤波的概念,是根据傅立叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论,任何一个满足一定条件的信号,都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说,就是工程信号是不同频率的正弦滤波线性叠加而成的,组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。

当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时,这种滤波器叫做高通滤波器。

当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时,这种滤波器叫做低通滤波器。

对于滤波器,增益幅度不为零的频率范围叫做通频带,简称通带,滤波增益幅度为零的频率范围叫做阻带,通带所表示的是能够通过滤波器而不会产生衰减的信号频率成分,阻带所表示的是被滤波器衰减掉的信号频率成分。通带内信号所获得的增益,叫做通带增益,阻带中信号所得到的衰减,叫做阻带衰减。

6.并串转换模块可不可以用FIFO?FIFO的读写位宽是不是一致的?

根据FIFO的设置来看是可以用的,FIFO的读写位宽是可以不一样的,但是读位宽由写位宽来定,一般是写位宽的整数倍,当写位宽为整数倍时读位宽为1、2、4偶数。

7.脉冲宽度与频带宽度

脉冲宽度是一个时域的概念,指在一个周期内脉冲波形的两个零点之间的时间间隔;频带宽度是频域的概念,通常规定,在周期信号频谱中,从零频率到需要考虑的最高次谐波频率之间的频段即为该信号的有效占有带宽,亦称频带宽度。实际应用中,常把零频到频谱包络线第一个零点间的频段作为频带宽度。

8.信号的频谱分析内容:对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,从而获得信号不同频率处的幅度、相位、功率等信息。同时也可以对线性系统非线性失真的测量,如测量噪声、失真度、调制度。频谱分析仪就是使用不同的方法在频域内对信号的电压、功率、频率等参数进行测量并显示的仪器。一般用FFT分析法。

9.傅里叶分析仪付里叶分析仪将输入信号数字化,再对时域数字信息进行FFT变换以获得频域表征,属于数字式频谱仪。由于采用微处理器或专用集成电路,速度明显超过传统的模拟式扫描频谱仪,能进行实时分析;但它同时受A/D转换器件的指标限制,通常带宽是有限的,工作频段较低。

10.非线性失真:非线性失真亦称谐波失真,简称失真。一定频率的信号通过网络后往往会产生新的频率分量,这种现象被称为该网络的非线性失真;一个信号的实际波形与理想波形有差异,这种差异被称为信号的非线性失真。线性电路意味着频域中的输出信号应具有与输入信号相同的频率,而由输入信号所产生的任何其他频率都被视为是非线性失真。

11.混频器:变频(或混频),是将信号频率由一个量值变换为另一个量值的过程。具有这种功能的电路称为变频器(或混频器)。从工作性质可分为二类,即加法混频器和减法混频器分别得到和频及差频。它与频率混合器是有区别的。后者是把几个频率的信号线性的迭加在一起,不产生新的频率。

12.相位噪声:相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式,其结果在频率域内显示。用一个振荡器信号来解释相位噪声。如果没有相位噪声,那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去,产生了边带(sideband)。

13.VBW:显示带宽,在测试时能看到更宽的频率范围,如果要观测的信号更精细,则需要减少。RBW(ResolutionBandwidth).RBW代表两个不同频率的信号能够被清楚的分辨出来的最低频宽差异,两个不同频率的信号频宽如低于频谱分析仪的RBW,此时该两信号将重叠,难以分辨,较低的RBW固然有助於不同频率信号的分辨与量测,低的RBW将滤除较高频率的信号成份,导致信号显示时产生失真,失真值与设定的RBW密切相关,较高的RBW固然有助於宽频带信号的侦测,将增加杂讯底层值(Noise Floor),降低量测灵敏度,对於侦测低强度的信号易产生阻碍,因此适当的RBW宽度是正确使用频谱分析仪重要的概念。

14.射频信号的相对功率常用dB和dBc两种形式表示,其区别在于:dB是任意两个功率的比值的对数表示形式,而dBc是某一频点输出功率和载频(Carrier)输出功率的比值的对数表示形式。

15. 在ADC中,无杂散动态范围(SFDR)指载波频率(最大信号成分)的RMS幅度与次最大噪声成分或谐波失真成分的RMS(RMS就是均方根值: RMS---root meam square)值之比,SFDR通常以dBc (相对于载波频率幅度)或dBFS (相对于ADC的满量程范围)表示。

DAC中,无杂散动态范围(SFDR)指载波频率(最大信号成分)的RMS幅度与次最大失真成分的RMS值之比,SFDR通常以dBc (相对于载波频率幅度)或dBFS (相对于DAC的满量程范围)表示。具体取决于测量条件,SFDR在预先定义的窗口或奈奎斯特频率内观测。

16.运算放大器(常简称为“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展,如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的行业当中。

功率放大器,简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务,这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口,而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

17.低通滤波器 LPF,是“Low Pass Filter”的缩写,意为“低通滤波器”。低通滤波器,顾名思义,就是让低频信号通过,阻止高频信号通过。

18.m序列是由循环序列性器产生的,因此C0和Cn肯定为1,但是这并不是说m[0]和异或生成式中就一定有m(0)和m(n),一定有m(n)(本原多项式的最高项就是n),但不一定有m(0)。

19.对一个本原多项式而言,Preferred Polynomial (首选多项式)序列的个数要比阶数大1,比初始状态的个数多1个。规定以后写本原多项式一定要按照从高位往低位的序列写,首选多项式就是各个项的系统。最后一个一定为1,因为本原多项最后一项为1,即1*Z0=1.

20.星座图是目前数字调制的一个基本概念。学过通信原理或者数字通信的应该知道,要将数字信号发送出去,一般不会直接发0或者1,而是先将0,1信号(bit)按照一个或者几个组成一组,比如每两个bit组成一组,即有00,01,10,11,总共四种状态,(如果每3个bit的话是8种状态,依次类推),此时可以选择QPSK(四相位调制,对应前面00...11四种状态),QPSK四个点组成一个QPSK的星座图,每个点与相邻的点相差90度(幅度是相同的),自己画一下就知道了,一个星座点对应一个调制符号,这样每发送一个调制符号,其信息量是发送一个bit的2倍,从而提高传输速率;

而QPSK信号接收解调的时候,则是根据接收信号与星座图上4个点的距离(一般称为欧式距离)来判断发送的是哪个信号,如果离00点最近,则判为00,否则判为其他点。 欧氏距离看作信号的相似程度。距离越近就越相似,就越容易相互干扰,误码率就越高。

因此星座图的作用主要是在调制时用于映射(比如QPSK,16QAM,64QAM等),而接收时用于判断发送的到底是哪个点,从而正确解调数据。

21.不论您手头的示波器具备高斯频响、最大平坦频响还是介于二者之间,我们都将输入信号通过示波器后衰减3 dB时的最低频率视为该示波器的带宽。示波器的带宽和频响可以利用正弦波信号发生器扫频测量得到。信号在示波器-3dB频率处的衰减转换后可表示为约-30%的幅度误差。因此,我们不能奢望对那些主要的频率成分接近示波器带宽的信号进行精确测

量。示波器带宽指的是正弦输入信号衰减到其实际幅度的70.7%时的频率值,带宽决定着示波器对信号的基本测量能力,随着信号频率的增加,示波器对信号的准确显示能力将下降。如果没有足够的带宽,示波器将无法分辨高频变化,幅度将出现失真,边缘将会消失,细节数据将被丢失,得到的关于信号的所有特性都是没有意义的。示波器中的100MHZ 带宽表明了该示波器垂直系统的频率响应。示波器的带宽定义为示波器在屏幕上能以不低于真实信号3dB的幅度来显示信号的最高频率。

22.一个电磁波信号的频率大传得远还是幅度大传得远?波长越大传得越远吗?

频率低传得远些,频率越低,波长就越长,

幅值越大信号越强,当然传得也越远,

波长越长也传得远

无线电波按其波长可分为四个波段。与红外线邻近的波长最短的波段称为微波(microwave),波长约为10-4m~1m;比微波的波长长的波段依次为短波(short wave,波长为1m~102m)、中波(medium wave,波长为102~103m)和长波(long wave ,波长为103~105m)。在实际应用中,不同波段落的无线电波的传播方式和应用领域各不相同。

由于地面、高山、电离层等对各波段无线电波的吸收、反射、透射等性能的不同,无线电波在空间的传播通常采用三种方式:地波传播、天波传播、空间波传播

一、地波传播

地波传播是无线电波沿地球表面附近空间的传播,传播时无线电波可随地球表面的弯曲而改变传播方向。

地球表面分布有起伏不平的山峦,以及高低不平的建筑物等障碍物,无线电波只有绕过这些障碍物,才能传到较远的地方。当电磁波的波长大于或相当于障碍物的尺寸时,波的衍射性能较好,即可绕过障碍物。因此,长波能很好地绕过几乎所有的障碍物,而中波和短波中部分波长较长的波还能较好地绕过不太大的障碍物,其余部分的短波和微波的绕射能力就很差。

二、天波传播

天波传播是无线电波通过电离层反射而进行的传播。电离层反射特性还与无线电波的波长有关,波长越长,则越容易反射。所以,长波、中波和短波都可以被电离层反射,而微波和超短波则基本上穿透电离层而不被反射。天波传播最适合于短波的传播,因为波长太短的超短波,电离层不反射;而对于长波,则电离层的吸收又太强。

三、空间波传播

空间波传播是无线电波像光那样沿直线的传播。由于地球近似球体,因此,空间波是传不远的,传播的最远距离不能超过视线距离

可见,直线传播的空间波是不能进行远距离传播的。当然,无线电波除了直接从发射天线传播到接收天线外,也可以经过地面反射而传到接收天线。因此,接收天线接收到的应是这两种波的合成波。微波与超短波一般采用空间波传播。

地波、天波、空波这三种传播方式,适合于不同波长无线电波的传播。长波一般采用地波传播。这是因为长波的绕射能力强,且大气对它的吸收少,因此比较适合地波传播。另外,长波虽然不会穿透电离层,但由于电离层对其有强烈的吸收作用,所为不适合天波传播。长波传播具有稳定性好、受干扰小、传播距离远等优点,超长波甚至能做环球传播,但长波需要庞大的天线设备,实际应用不多,通常只用于潜艇和远洋航行的通信等。

中波可用天波与地波两种方式传播。白天由于电离层吸收作用较大,主要靠地波传播。晚上电离层吸收作用减少,天波传播可大大增加传播距离。所为,中波昼夜信号强度差别较大,不适合远距离通信,而常用于国内广播等。

短波主要靠天波传播,短波经电离层反射时,电离层对他的吸收作用较小,故经电离层和地面的多次连续反射,可传播到很远的地方。短波传播的最大缺点是不稳定。一般用作各种长、短距离的通信。超短波与微波的绕射能力差,又会穿透电离层,因此不适合地波或天波传播,只适合空间波传播。由于空间波传播的距离有限,为增加传播距离,可采用增高发射天线和接力通信等方法。

23.关于SPI总线的问题:

SPI总线是一个环形的结构,由四根线组成,其时序其实很简单,主要是在Sclk的控制下,两个双向的移位寄存器进行数据交换。有四个不同的工作模式,由CPOL和CPHA的不同组成决定。CPOL是同步时钟极性,0或1代表在空闲状态下的sclk的电平。CPHA=0,表示在串行同步时钟的第一个跳变沿进行的采样,如果为1,表示在串行同步时钟的第二个跳变沿进行采样,主SPI模块和从SPI模块的模式应该一样。

另外需要明白的是,主模块和从模块的模式需要一样,因为主模块和从模块的采样和输出是同时进行的。可以想象在MISO和MOSI线上各有一个位的寄存器。8位的环形移位结构。即在SPI传输中,数据是同步进行发送和接收的。从器件只能在主机发送命令时,才能接收或向主机传送数据。其数据的格式是高位在前低位在后; SPI的一个缺点是没有应答机制确认是否接收到数据;如果只是进行写操作,主机只需忽略收到的字节,反过来,如果主机要读取外设的一个字节,就必须发送一个空字节来引发从机的传输。

3)SPI主模块和从设备时钟相位和极性应该一致。个人理解这句话有2层意思:其一,主设备SPI时钟和极性的配置应该由外设来决定,也就是说主设备这边的时钟极性和相位都是以从设备为基准的;其二,两者的配置应该保持一致。

24.四个脚的晶体振荡器一个脚接正电源,一个接地,一个是输出,另一个是空脚.(判别时有一个脚同外壳相连就是接地脚),两脚的叫晶体,要靠外接的电容起振。一般有个脚会与外壳相连是GND,与GND斜对角的是VCC,一般有个点标志的是NC,另一个是OUT.

25.磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显着抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。电容隔直通交,造成浮地(模拟地和数字地没有接在一起,存在压差,容易积累电荷,造成静电)。电感体积大,杂散参数多,不稳定。 0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。

25.电压驻波比,又称电压驻波比(VSWR) Voltage Standing Wave Ratio.波传递从甲介质传导到乙介质,会由于介质不同,波的能量会有一部分被反射,这种被反射的波与入射波叠加的后形成的波称为驻波,这是基本的物理原理。

端口的电压驻波比,用小写s表示,是与回波损耗相匹配的一个类似量度,不过不同之处在于,电压驻波比这个线性标量描述的是驻波最大电压与驻波最小电压的比。因此,其与电压反射系数的大小有关,也与输入端口的S11和输出端口的S22的大小有关。

对于输入端口,电压驻波比Sin定义为Sin=(1+|S11|)/(1-|S11|)

对于输出端口,电压驻波比Sout定义为Sout=(1+|S22|)/(1-|S22|)

从上面的式子可能看出,电压驻波比应该是一个数值。

由于是因为阻抗不匹配造成,把甲组件跟乙组件间的阻抗调到接近匹配即可。

26.归一化是一种简化计算的方式,即将有量纲的表达式,经过变换,化为无量纲的表达式,成为纯量。在多种计算中都经常用到这种方法。在Smith圆图中就用到了归一化的方法。

27.Q值是衡量电感器件的主要参数。是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。电感器品质

因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。品质因数相当于Q值,一般可以理解为电路的无功功率/有功功率。

28.电长度:

1.对于传输媒介,它的长度被表示为一个在媒介中传波的电或者电磁信号波长的倍数。 注释 1:波长可能用弧度来表示,或者其它的角度单位来表示,如角度。

注释 2:在同轴电缆和光纤中,传输速率大约为自由空间中的2/3。因此,波长大约为自由空间中波长的2/3,而电长度则大约为物理长度的1.5 倍。

2.对于传输媒介,(电长度)用它的物理长乘以电或电磁信号在媒介中的传输时间(时间为a)与这信号在自由空间中通过和媒介物理长度一样的距离时所需的时间(时间为b)的比(即电长度=物理长度*a/b)来考虑。(通常b小于a)

注释:对于一个物理媒介来说,它的电长度总是大于它的物理长度。例如,在同轴电缆中,分布电阻、电容、电感阻碍了信号的传输;在光纤中,光波与光纤材料之间的相互作用,以及光纤的几何结构,影响了信号的传输速率。

3.对于天线,天线的有效长度常表示为波长的倍数。

注释 1.电长度跟物理长度通常是不一样的。

注释2.通过增加一个适当的电抗元件(电容或电感),电长度可以显著的短于或者长于物理长度。

29. 单片微波集成电路,即MMIC是Monolithic Microwave Integrated Circuit的缩写,它包括多种功能电路,如低噪声放大器(LNA)、功率放大器、混频器、上变频器、检波器、调制器、压控振荡器(VCO)、移相器、开关、MMIC收发前端,甚至整个发射/接收(T/R)组件(收发系统)。由于MMIC的衬底材料(如GaAs、InP)的电子迁移率较高、禁带宽度宽、工作温度范围大、微波传输性能好,所以MMIC具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高、抗电磁辐射能力强等特点。

30.利用低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic LTCC)LTCC制备片式无源集成器件和模块具有许多优点,首先,陶瓷材料具有优良的高频高Q特性;第二,使用电导率高的金属材料作为导体材料,有利于提高电路系统的品质因子;第三,可适应大电流及耐高温特性要求,并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性;第四,可将无源组件埋入多层电路基板中,有利于提高电路的组装密度;第五,具有较好的温度特性,如较小的热膨胀系数、较小的介电常数温度系数,可以制作层数极高的电路基板,可以制作线宽小于50μm的细线结构。另外,非连续式的生产工艺允许对生坯基板进行检查,从而提高成品率,降低生产成本。

31巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦,没有起伏,而在阻频带则逐渐下降为零。

32.晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大,就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位(可根据计算获得)。这些外部电路就称为偏置电路。

33.无源晶振输出波形为正弦波,有源晶振输出波形为正弦波或方波。有源晶振本身输出是正弦波,在其内部加了整形电路,所以输出是方波,正弦波一般用的很少,普遍用的都是方波输出(很多时候在示波器上看到的还是波形不太好的正弦波,这是由于示波器的带宽不够。例如:有源晶振20MHz,如果用40MHz或60MHz的示波器测量,显示的是正弦波,这是由于方波的傅里叶分解为基频和奇次谐波的叠加,带宽不够的话,就只剩下基频20MHz和60MHz的谐波,所以显示正弦波。完美的再现方波需要至少10倍的带宽,5倍的带宽只能算是勉强,所以需要至少100M的示波器。)。

方波主要用于数字通信系统时钟上,用来驱动时纯计数电路或门电路,对方波主要有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力等几个指标要求。正弦波主要用于对EMI、频率干扰有特殊要求的电路,这种电路要求输出的高次谐波成分很小;后面有模拟电路选用正弦波也是比较好的选择。通常需要提供例如谐波、噪声和输出功率等指标。方波输出功率大,驱动能力强,但谐波分量丰富;正弦波输出功率不如方波,但其谐波分量小很多。

34、有源晶振的频率输出必定要有某个波形作为输出载体,波形的输出也必定会伴随着某个负载值。在实际使用中,波形负载也是晶振的非常重要参数指标。选择不当的话,轻则导致晶振或其他模块工作不正常,功能无法实现,重则损坏模块甚至整机。

晶振的输出波形主要有三大类:正弦波、方波和准正弦波。

晶振负载主要有以下几种:

1、正弦波:负载50欧姆或1k欧姆;

2、方波:N个TTL负载或N个PF电容;

3、准正弦波:10K欧姆并联10PF电容;

此外还有差分输出PECL、LVDS等高频(100MHz以上)常用的,实际使用中晶振的输出一般用于驱动以下电路形式: 1、同轴电缆类的长线输出; 2、滤波器类的电路的输出;

以上两种电路一般适用于50欧姆的负载。这是因为以上两种电路一般需要50欧姆负载作匹配,在射频领域还有75欧姆、300欧姆等特征阻抗,需要时要加以说明。此类的输出波形最适合的为正弦波,正弦波经过长线传输后波形只是幅度有所衰减,波形并的输入

有时候用户为实现整形、放大等目的,用三极管、高速运放对晶振波形进行处理,这种情况下负载阻抗一般不是太重,用正弦波的波形最为合适。需要提供负载、波形幅度等参数。

4、对EMI、频率干扰有特殊要求的电路

这种电路要求输出的高次谐波成分很小,因此不管驱动的是什么电路,都以正弦波为最好。 方波输出分为:TTL电平和CMOS电平在: TTL电平输入低电平=2.0V;输出低电平2.4V,最大低电平和最小高电平之间是无效电压; CMOS电平输入低电平0.7Vcc,输出低电平0.9Vcc(接近于电源电压)。

35、这里的“源”不是指电源。而是指震荡源。也就是说,有源蜂鸣器内部带震荡源,所以只要一通电就会叫。而无源内部不带震荡源,所以如果用直流信号无法令其鸣叫。必须用2K~5K的方波去驱动它。有源蜂鸣器往往比无源的贵,就是因为里面多个震荡电路。无源蜂鸣器的优点是:1.便宜,2.声音频率可控,可以做出“多来米发索拉西”的效果。3.在一些特例中,可以和LED复用一个控制口有源蜂鸣器的优点是:程序控制方便。

36、抗混叠滤波器 anti-alias filter是一个低通滤波器,用以在输出电平中把混叠频率分量降低到微不足道的程度。

动态信号测试分析系统中为什么要使用抗混滤波器呢?大家都知道“奈奎斯特采样定律”,在对模拟信号进行离散化时,采样频率f2至少应2倍于被分析的信号的最高频率f1,即: f2≥2 f1;否则可能出现因采样频率不够高,模拟信号中的高频信号折叠到低频段,出现虚假频率成分的现象(如下图所示),称之为:混叠。

37、要了解镜频干扰,首先要清楚两个概念——“超外差”和“中频”。

“超外差”是一种广播接收方式,目前收音机和电视机使用的都是这种接收方式。“超外差”是指收音机通过内部电路产生一定频率的电磁振荡,叫做“本机振荡”,简称“本振”。当你搜台时,实际上是通过拨弄旋钮调整“本机振荡”的频率,使“本机振荡”的频率与电台的频率产生一个固定的差值,这个固定的差值就叫做“中频”。收音机再通过对“中频”进行检波,放大等处理,最终通过扬声器放出声音。由于尽管电台频率不同,但收音机只需对一个固定的频率进行处理,所以保证了不同电台都有一个相同的良好接收效果,这正是超

外差的优点。

设定中频的元件叫“中频变压器”,俗称“中周”。目前,中波的中频频率是465KHz;短波是450KHz或455KHz;调频是10.7MHz。

举个例子。假如你正在收听频率是999KHz的中波广播。此时,你的收音机的本振频率是:999-465=534KHz。

好!那么什么是镜频干扰呢?由前面可知本振频率比电台频率低一个中频频率,而实际上在比本振频率低一个中频频率的频率上,你还可以收到一个电台。这种现象在短波收听中表现非常明显。例如你在使用中频频率是450KHz的收音机,收听一个频率是的12085KHz短波广播时,本振是 12085-450=11635KHz。那么在11635-450=11185KHz的频率上,还会出现一个与12085KHz广播内容一模一样的“电台”。实际上,在11185KHz的频率上并没有电台广播,它只是12085KHz电台广播的影子。但如果在11185KHz上真有另一个电台正在广播,那么12085KHz电台广播的影子就对在11185KHz的频率上正常广播的电台产生了干扰,这就叫“镜频干扰”。同时,你也就不必奇怪:为什么在米波段外和一些非常偏僻的频率上,还能收到很多电台?其实,这些"电台"都是在米波段上某些电台的影子,都是镜频搞的鬼!

那么,如何消除这种干扰呢?目前一些高端收音机,如德生PL-350,PL-550,采用可变中频法来避开镜频干扰。比如,当中频是450KHz时有镜频干扰,把中频变到455KHz,就可以把镜频干扰转移到别的频率上,起到了消除干扰的效果。

38.变频损耗:信号经过变频器变频后的功率损失。在接收机中变频损耗是输入射频信号功率与输出中频信号功率之比值,一般以dB表示。在发射机的上变频器中,变频损耗是输入中频信号功率与输出射频信号功率之比值。

39.相位噪声:相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式,其结果在频率域内显示。用一个振荡器信号来解释相位噪声。如果没有相位噪声,那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去,产生了边带(sideband)。从图2中可以看出,在离中心频率一定合理距离的偏移频率处,边带功率滚降到1/fm,fm是该频率偏离中心频率的差值。

相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值,其中,dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。

40. 导频信号在移动通信中:是基站连续发射未经调制的直接序列扩频信号,它使得手机能够获得前向码分多址信道时限,提供相关解调相位参考,并且为各基站提供信号强度比较,手机可以确定何时进行切换。

导频信道使得用户站能够获得前向码分多址信道时限,提供相干解调相位参考,并且为各基站提供信号强度比较手段籍以确定何时进行切换。

在AGC自动环路增益控制中一般有两种形式:一种是直接检测信号的功率的大小,根据大小进行增益控制;在一些复杂的通信系统中,一般有专门的功率控制信道,在该信道中发送导频,接收机通过检测导频来实现对有用信号信道的增益控制,这是AGC环路控制的另一种形式。

41.系统的线性度常用1db增益压缩点(P1dB)和三阶交截点(IP3)来描述。

在低功率时,放大器的功率增益是一个定值,称为线性增益,在输出功率增加到一定值后,增益开始减小,当低于线性增益1dB时,对应的输出功率称为输出1dB压缩点,输入功率为输入1dB压缩点。既可以定义在输入端也可以定义在输出端。当然,通常所说的1dB压缩点,是输出1dB压缩点的简称。描述是的输出功率随着输入功率增大而偏离线性关系的情况。

当系统输入两个频率靠的很近的信号时,在系统的输出端中除了产生基波及其次谐波以外,还会产生频率之间的交调成份。在以dB为单位的坐标,基频信号和三阶交调信号的斜率不同,因此,随着信号幅度的增加,两条线必有一个交点,这个点就是三阶交截点。可以用输入功率(IIP3)或输出功率(OIP3)表示。

42.问:有关运算放大器的随机噪声。它是怎么产生的?

答:在运算放大器的输出端出现的噪声用电压噪声来度量。但是电压噪声源和电流噪声源都能产生噪声。运算放大器所有内部噪声源通常都折合到输入端,即看作与理想的无噪声放大器的两个输入端相串联或并联不相关或独立的随机噪声发生器。我们认为运算放大器噪声有三个基本来源:

•一个噪声电压发生器(类似失调电压,通常表现为同相输入端串联)。

•两个噪声电流发生器(类似偏置电流,通过两个差分输入端排出电流)。

•电阻噪声发生器(如果运算放大器电路中存在任何电阻,它们也会产生噪声。可把这种噪声看作来自电流源或电压源,不论哪种形式在给定电路中都很常见)。

运算放大器的电压噪声可低至3 nV/Hz。电压噪声是通常比较强调的一项技术指标,但是在阻抗很高的情况下电流噪声常常是系统噪声性能的限制因素。这种情况类似于失调,失调电压常常要对输出失调负责,但是偏置电流却有真正的责任。双极型运算放大器的电压噪声比传统的FET运算放大器低,虽然有这个优点,但实际上电流噪声仍然比较大。现在的FET运算放大器在保持低电流噪声的同时,又可达到双极型运算放大器的电压噪声水平。

极化的概念在电磁波理论当中有着非常重要的作用和意义:同极化和交叉极化主要是相对于我们所考虑或者所期待的极化方向而言的,如果一个极化方向和我们的主极化方向一致,则称之为同极化,如果一个极化方向和我们的主极化方向正交,则称之为交叉极化。交叉极化的引起主要是因为边界的不一致性,使得产生的交叉极化分量无法抵消(如果双极化天线单元的四周边界是一个完全的正方形框,其交叉极化就非常低),在阵列天线的应用中通常是改变边界条件,以使得相邻单元耦合的交叉极化分量与本振子单元产生的交叉极化分量相抵消来降低。交叉极化比:具体定义为主极化分量与交叉极化分量的比。交叉极化比越大,说明从天线能够获得的信号正交性越强,两路信号之间的相关性越小,极化效果越好。一般天线的交叉极化比都大于18dB。

43.香农信息论:当信道的信息传输率不超过信道容量时,采用合适的信道编码方法可以实现任意高的传输可靠性,但若信息传输率超过了信道容量,就不可能实现可靠的传输。公式:C=B*log2(1+S/N) 注:B为信道带宽;S/N为信噪比,通常用分贝(dB)表示。所示,信号的带宽越宽,传输的信息量就越大,这就是为什么高频信号的传输的信息量大的原因。

44.静电场中的导体:导体表面中存在与导体垂直的电场,不存在与导体表面平行的电场,即电场只具有法向方向,没有切向的方向。

因为导体内部不存在电场,所以导体是等位体,导体表面是等位面。等势体就是导体内任意两点的电势差都为零。静电平衡后的导体就是最典型的等势体。当导体静电平衡后,感应电荷只分布在导体外表面。由于导体内自由电荷移动形成的电场与外界电场相互抵消,内部电场处处为零,任意两点间电势差也为零。所以导体内的电势与导体表面的电势相等,为一个等势体。

静电场中电势相等的各点构成的面叫做等势面。

(1)等势面一定跟电场线垂直

(2)在同一等势面上移动电荷电场力不做功,或做功之和为0

分析:因为等势面上各点电势相等,电荷在同一等势面上各点具有相同的电势能,所以在同一等势面上移动电荷电势能不变,即电场力不做功.

(3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面

(4)任意两个等势面都不会相交

(5)等差等势面越密的地方电场强度越大。

(6)电场线与等势面处处垂直

(7)沿电场线方向电势降低最快「电势逐渐降低不一定是沿电场线方向,而电势降低最快一定是沿电场方向」说的是一个无穷小过程,不能理解成一个有限的距离。

45.坡印廷矢量(Poynting Vector):电磁场中的能流密度矢量,表征了电磁场中的能量守恒关系。电场强度为E、磁场强度为H的空间里,电磁场能流密度矢量为S=ExH

其大小表示单位时间通过垂直单位面积的能量,单位为瓦/米2。能流密度概念是1884年J.H.坡印廷建立的。电磁场是一种物质,具有能量,实验表明电磁场能量按一定方式分布在空间,并随着场的运动变化在空间传播。

46.当介质中的某一点运动时,会引起邻近的质点运动,这样振动就会从它的源出发,以一定的速度由近及运地传播,这种振动过程就叫做波动。电磁波的传播就是电磁振动。当天线上载有高频交变的电流时,天线就会向空间辐射电磁能,

交变电场和交变磁场是相互垂

直的。因此,无线电波的波动过程的实质就是交变电场和交变磁场相互转化而不断运动的总体。在自由空间里,电磁波的电场方向、磁场方向通常都在垂直于电磁波传播的方向的平面上,这种电磁波叫做横电磁波,记作TEM波。

47.当空间传播的电场方向与天线的轴线平行时,电场在天线上所感应出来的电动势最强,如果电场方向与轴线方向垂直,则感应电动势近乎等于零。这说明了电波在传播过程中电场取向的重要性,为了说明这一点,引入了波极化的概念。所谓波极化就是指电场的取向随时间变化的方式,通常是用电场矢量端点在空间所描出的轨迹来表示。按所描出的轨迹不同,极化分为线极化、圆极化和椭圆极化。

48.传输线的三种状态:行波状态,就是无反射的状态,此时负载吸收全部的入射功率,线上只有一个由信号源传向负载的入射波;驻波状态,全反射状态;混合波状态。

49.阻抗圆图,由于反射系数和输入阻抗之间存在一一对应的关系,在反射系数复平面上,对于给定的反射系数值,就可以直接读出对应输入阻抗值。所有的反射系数值及其对应的阻抗值都落在反射系数复平面且半径等于1的单位圆内。

50.微波双端口网络:阻抗矩阵,导纳参数矩阵,转移矩阵,散射参数矩阵,各个参数矩阵之间是可以相互转化的。任何微波网络的固有特性都可以完全由网络参数矩阵所描述。

51.为了有效的传输电磁能,无论是波导还是同轴传输线,都需要阻抗匹配元件,应该熟悉几种常见的波导匹配元件,当传输系统出现失调时,道德应当想的是其阻抗匹配元件工作是否正常。

52.衰减器和移相器是二端口网络的微波网络,前者是有耗的,后者是耗的。吸收式衰减器是中波导内加装微波吸收元件,这种吸收元件可使传输的波由电能转换成热,而使微波信号的幅度有明显的衰减;在波导内设置电介质片可使通过的波改变相位,这是介质移相器。衰减器和移相器结构差不多。它们的区别中于一个是改变相位,一个是改变衰减信号的幅度。不同点在于移相器所用的介质材料,相对介电系数要大,并且是低损耗的。

53.微波谐振器是分布参数电路,它同低频谐振回路有很大的不同,低频谐振电路其电磁能量分别集中电容、电感线圈中,并且只有一个谐振频率。而微波谐振器,其电磁能量分布在整个腔体中,它有许多个谐振频率,具有多谐性,其次是损耗小,Q值高。

54.滤波器可分为低通滤波器,高通滤波器,带通滤波器。所谓低通滤波器,就是低于某一频率的信号能够通过,高于此频率的信号不能通过。因此其串臂元件应该为电感,并臂元件就为电容。其电路结构有三种结构Γ形、T形、∏形。同理,对于高通滤波器,其串臂元件应该用电容,而并臂元件则应该用电感,电路结构也是三种。而低通和高通滤波器组合起来就是带通滤波器。

55.振荡的本质就是电能和磁能的相互转换,在低频谐振回路里,电能集中在电容器中,磁能集中在电感线圈内。微波谐振腔可以看作是一段两端短路的传输线段。在这种传输线里,传输的行波被终端短路而来回反射,最后形成驻波,其电场与磁场在时间上有90度的相差,因而电场能量最大时,磁场能量为零;磁场能量量大时,电场能量为零;这样在腔内电能与磁能相互的转换,形成持续振荡。其转换频就是谐振器的谐振频率。

1.NCO、DDS,PLL它们的区别?

直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesis ,简称:DDS)是一种全数字化的频率合成器,由相位累加器、波形ROM,D/A转换器和低通滤波器构成,DDS技术是一种新的频率合成方法,它具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等优点。但它也并不完美,合成信号频率较低、频谱不纯、输出杂散等缺点。

锁相式频率合成器是采用锁相环(PLL)进行频率合成的一种频率合成器。它是目前频率合成器的主流,可分为整数频率合成器和分数频率合成器。由压控振荡器与鉴相器之间的锁相环反馈回路上增加整数分频器,就形成了一个整数频率合成器。通过改变分频系数,压控振荡器就可以产生不同频率的输出信号,其频率是参考信号频率的整数倍,因此称为整数频率合成器。输出信号之间的最小频率间隔等于参考信号的频率,而这一点也正是整数频率合成器的局限所在。分数频率合成器输出信号频率不必是参考信号频率的整数倍,可以是参考信号频率的小数倍。其输出信号的最小频率间隔即输出频率精度由参考信号频率和小数频率合成器的分辨位数决定。它最大的特点是频率间隔小、工作频率高。

PLL技术具有高频率、宽频、频谱质量好等优点,但其频率转换速度低。DDS技术则具有高速频率转换能力、高度的频率和相位分辨能力,但目前尚不能做到宽带,频谱纯度也不如PLL。混合式频率合成技术利用这两种技术各自的优点,将两者结合起来,其基本思想是利用DDS的高分辨率来解决PLL中频率分辨率和频率转换时间的矛盾。

数字控制振荡器(NCO,numerical controlled oscillator)是软件无线电、直接数据频率合成器(DDS,Direct digital synthesizer)、快速傅立叶变换(FFT,Fast Fourier Transform)等的重要组成部分,同时也是决定其性能的主要因素之一,用于产生可控的正弦波或余弦波。随着芯片集成度的提高、在信号处理、数字通信领域、调制解调、变频调速、制导控制、电力电子等方面得到越来越广泛的应用。

FPGA的DCM是对一个外部的输入时钟信号进行倍频、分频、移相、频率合成等操作。

DDS比模拟PLL优越的特点

输出分辨率小:只要相位累加器的位宽足够大,参考时钟频率足够小,则分辨率可以很小:分辨率0.000001Hz~0.03Hz;。相反,模拟锁相环的合成器的分辨率为1KHz,它缺乏数字信号处理的固有特性。

输出频率变换时间小:一个模拟锁相环的频率变换时间主要是它的反馈环处理时间和压控振荡器的响应时间,通常大于1ms。整片DDS合成器的频率变换时间主要是DDS的数字处理延迟,通常为几十个ns。

调频范围大:一个负反馈环的带宽输出参考频率决定了模拟锁相环的稳定的调频范围;整片的DDS合成器是不受稳定性的影响的,在整个Nyquist频率范围内是可调的。

相位噪声:DDS优于PLL的最大优势就是它的相位噪声。由于数字正弦信号的相位与时间成线形关系,整片的DDS输出的相位噪声比它的参考时钟源的相位噪声小。而模拟锁相环的相位噪声是它的参考时钟的相位噪声的加倍。

体积小、集成度高:整片的DDS封装成小面积芯片,因而比PLL的占板面积小得多。 但是DDS频率合成目前还存在工作频率高端受限,主要是受DAC器件速率限制,杂波电平高(较好的有-70dBc),作为时钟发生器时边缘抖动大等缺点。

2.什么是基带信号?

信源(信息源,也称发终端)发出的没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号,其特点是频率较低,信号频谱从零频附近开始,具有低通形式。根据原始电信号的特征,基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号(相应地,信源也分为数字信源和模拟信源。)

3.基带载波信号?射频载波信号?

由于频率资源的有限性,限制了我们无法用开路信道传输信息。再者,通信的最终目的是远距离传递信息。由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因,基带信号是无法在无线信道或光纤信道上进行长距离传输的。为了进行长途传输,必须对数字信号进行载波调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。最后,较小的倍频程也保证了良好的带内特性。所以调制就是将基带信号搬移到信道损耗较小的指定的高频处进行传输(即载波传输),调制后的基带信号称为通带信号,其频率比较高。

一个信号要能发射出去,其发射天线尺寸就要跟这个信号的波长差不多。(电磁场理论的东西就不说了)原始信号频率都是频率比较低的,也就是波长很长,天线很难做。射频信号频率高,天线不用很大就能发射,所以把原始信号调制到射频载波上,以实现无线传输。一般来说天线的尺寸是发送/接收波长的1/4.

4.什么是上变频和下变频?

粗略的理解:原理就是把你要变频的信号和一个固定频率信号一块送进一个非线性器件(所谓的混频器),就会得到两个频率相加的频率和相减的频率。比如说把10MHz和90MHz的两个信号送进混频器,就会有100MHz和80MHz的频率出来,用滤波器滤掉80MHz的,你就完成了10MHz到100MHz的变频。

上变频就是将中频信号与一个频率较高的本振信号进行混频的过程,然后取混频之后的上边带信号。下变频是上变频的逆过程,原理是一样的,只是取的是本振信号与微波信号的不同组合而已,取的是混频之后的下边带信号。本振信号频率轻微漂移将引起发射信号和接收信号频率较大的漂移,因此它们的频率稳定度主要取决于本振信号的频率稳定度。

5.低通滤波、高通滤波、阻带滤波?

滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波分经典滤波和现代滤波两种。

经典滤波的概念,是根据傅立叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论,任何一个满足一定条件的信号,都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说,就是工程信号是不同频率的正弦滤波线性叠加而成的,组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。

当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时,这种滤波器叫做高通滤波器。

当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时,这种滤波器叫做低通滤波器。

对于滤波器,增益幅度不为零的频率范围叫做通频带,简称通带,滤波增益幅度为零的频率范围叫做阻带,通带所表示的是能够通过滤波器而不会产生衰减的信号频率成分,阻带所表示的是被滤波器衰减掉的信号频率成分。通带内信号所获得的增益,叫做通带增益,阻带中信号所得到的衰减,叫做阻带衰减。

6.并串转换模块可不可以用FIFO?FIFO的读写位宽是不是一致的?

根据FIFO的设置来看是可以用的,FIFO的读写位宽是可以不一样的,但是读位宽由写位宽来定,一般是写位宽的整数倍,当写位宽为整数倍时读位宽为1、2、4偶数。

7.脉冲宽度与频带宽度

脉冲宽度是一个时域的概念,指在一个周期内脉冲波形的两个零点之间的时间间隔;频带宽度是频域的概念,通常规定,在周期信号频谱中,从零频率到需要考虑的最高次谐波频率之间的频段即为该信号的有效占有带宽,亦称频带宽度。实际应用中,常把零频到频谱包络线第一个零点间的频段作为频带宽度。

8.信号的频谱分析内容:对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,从而获得信号不同频率处的幅度、相位、功率等信息。同时也可以对线性系统非线性失真的测量,如测量噪声、失真度、调制度。频谱分析仪就是使用不同的方法在频域内对信号的电压、功率、频率等参数进行测量并显示的仪器。一般用FFT分析法。

9.傅里叶分析仪付里叶分析仪将输入信号数字化,再对时域数字信息进行FFT变换以获得频域表征,属于数字式频谱仪。由于采用微处理器或专用集成电路,速度明显超过传统的模拟式扫描频谱仪,能进行实时分析;但它同时受A/D转换器件的指标限制,通常带宽是有限的,工作频段较低。

10.非线性失真:非线性失真亦称谐波失真,简称失真。一定频率的信号通过网络后往往会产生新的频率分量,这种现象被称为该网络的非线性失真;一个信号的实际波形与理想波形有差异,这种差异被称为信号的非线性失真。线性电路意味着频域中的输出信号应具有与输入信号相同的频率,而由输入信号所产生的任何其他频率都被视为是非线性失真。

11.混频器:变频(或混频),是将信号频率由一个量值变换为另一个量值的过程。具有这种功能的电路称为变频器(或混频器)。从工作性质可分为二类,即加法混频器和减法混频器分别得到和频及差频。它与频率混合器是有区别的。后者是把几个频率的信号线性的迭加在一起,不产生新的频率。

12.相位噪声:相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式,其结果在频率域内显示。用一个振荡器信号来解释相位噪声。如果没有相位噪声,那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去,产生了边带(sideband)。

13.VBW:显示带宽,在测试时能看到更宽的频率范围,如果要观测的信号更精细,则需要减少。RBW(ResolutionBandwidth).RBW代表两个不同频率的信号能够被清楚的分辨出来的最低频宽差异,两个不同频率的信号频宽如低于频谱分析仪的RBW,此时该两信号将重叠,难以分辨,较低的RBW固然有助於不同频率信号的分辨与量测,低的RBW将滤除较高频率的信号成份,导致信号显示时产生失真,失真值与设定的RBW密切相关,较高的RBW固然有助於宽频带信号的侦测,将增加杂讯底层值(Noise Floor),降低量测灵敏度,对於侦测低强度的信号易产生阻碍,因此适当的RBW宽度是正确使用频谱分析仪重要的概念。

14.射频信号的相对功率常用dB和dBc两种形式表示,其区别在于:dB是任意两个功率的比值的对数表示形式,而dBc是某一频点输出功率和载频(Carrier)输出功率的比值的对数表示形式。

15. 在ADC中,无杂散动态范围(SFDR)指载波频率(最大信号成分)的RMS幅度与次最大噪声成分或谐波失真成分的RMS(RMS就是均方根值: RMS---root meam square)值之比,SFDR通常以dBc (相对于载波频率幅度)或dBFS (相对于ADC的满量程范围)表示。

DAC中,无杂散动态范围(SFDR)指载波频率(最大信号成分)的RMS幅度与次最大失真成分的RMS值之比,SFDR通常以dBc (相对于载波频率幅度)或dBFS (相对于DAC的满量程范围)表示。具体取决于测量条件,SFDR在预先定义的窗口或奈奎斯特频率内观测。

16.运算放大器(常简称为“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展,如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的行业当中。

功率放大器,简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务,这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口,而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

17.低通滤波器 LPF,是“Low Pass Filter”的缩写,意为“低通滤波器”。低通滤波器,顾名思义,就是让低频信号通过,阻止高频信号通过。

18.m序列是由循环序列性器产生的,因此C0和Cn肯定为1,但是这并不是说m[0]和异或生成式中就一定有m(0)和m(n),一定有m(n)(本原多项式的最高项就是n),但不一定有m(0)。

19.对一个本原多项式而言,Preferred Polynomial (首选多项式)序列的个数要比阶数大1,比初始状态的个数多1个。规定以后写本原多项式一定要按照从高位往低位的序列写,首选多项式就是各个项的系统。最后一个一定为1,因为本原多项最后一项为1,即1*Z0=1.

20.星座图是目前数字调制的一个基本概念。学过通信原理或者数字通信的应该知道,要将数字信号发送出去,一般不会直接发0或者1,而是先将0,1信号(bit)按照一个或者几个组成一组,比如每两个bit组成一组,即有00,01,10,11,总共四种状态,(如果每3个bit的话是8种状态,依次类推),此时可以选择QPSK(四相位调制,对应前面00...11四种状态),QPSK四个点组成一个QPSK的星座图,每个点与相邻的点相差90度(幅度是相同的),自己画一下就知道了,一个星座点对应一个调制符号,这样每发送一个调制符号,其信息量是发送一个bit的2倍,从而提高传输速率;

而QPSK信号接收解调的时候,则是根据接收信号与星座图上4个点的距离(一般称为欧式距离)来判断发送的是哪个信号,如果离00点最近,则判为00,否则判为其他点。 欧氏距离看作信号的相似程度。距离越近就越相似,就越容易相互干扰,误码率就越高。

因此星座图的作用主要是在调制时用于映射(比如QPSK,16QAM,64QAM等),而接收时用于判断发送的到底是哪个点,从而正确解调数据。

21.不论您手头的示波器具备高斯频响、最大平坦频响还是介于二者之间,我们都将输入信号通过示波器后衰减3 dB时的最低频率视为该示波器的带宽。示波器的带宽和频响可以利用正弦波信号发生器扫频测量得到。信号在示波器-3dB频率处的衰减转换后可表示为约-30%的幅度误差。因此,我们不能奢望对那些主要的频率成分接近示波器带宽的信号进行精确测

量。示波器带宽指的是正弦输入信号衰减到其实际幅度的70.7%时的频率值,带宽决定着示波器对信号的基本测量能力,随着信号频率的增加,示波器对信号的准确显示能力将下降。如果没有足够的带宽,示波器将无法分辨高频变化,幅度将出现失真,边缘将会消失,细节数据将被丢失,得到的关于信号的所有特性都是没有意义的。示波器中的100MHZ 带宽表明了该示波器垂直系统的频率响应。示波器的带宽定义为示波器在屏幕上能以不低于真实信号3dB的幅度来显示信号的最高频率。

22.一个电磁波信号的频率大传得远还是幅度大传得远?波长越大传得越远吗?

频率低传得远些,频率越低,波长就越长,

幅值越大信号越强,当然传得也越远,

波长越长也传得远

无线电波按其波长可分为四个波段。与红外线邻近的波长最短的波段称为微波(microwave),波长约为10-4m~1m;比微波的波长长的波段依次为短波(short wave,波长为1m~102m)、中波(medium wave,波长为102~103m)和长波(long wave ,波长为103~105m)。在实际应用中,不同波段落的无线电波的传播方式和应用领域各不相同。

由于地面、高山、电离层等对各波段无线电波的吸收、反射、透射等性能的不同,无线电波在空间的传播通常采用三种方式:地波传播、天波传播、空间波传播

一、地波传播

地波传播是无线电波沿地球表面附近空间的传播,传播时无线电波可随地球表面的弯曲而改变传播方向。

地球表面分布有起伏不平的山峦,以及高低不平的建筑物等障碍物,无线电波只有绕过这些障碍物,才能传到较远的地方。当电磁波的波长大于或相当于障碍物的尺寸时,波的衍射性能较好,即可绕过障碍物。因此,长波能很好地绕过几乎所有的障碍物,而中波和短波中部分波长较长的波还能较好地绕过不太大的障碍物,其余部分的短波和微波的绕射能力就很差。

二、天波传播

天波传播是无线电波通过电离层反射而进行的传播。电离层反射特性还与无线电波的波长有关,波长越长,则越容易反射。所以,长波、中波和短波都可以被电离层反射,而微波和超短波则基本上穿透电离层而不被反射。天波传播最适合于短波的传播,因为波长太短的超短波,电离层不反射;而对于长波,则电离层的吸收又太强。

三、空间波传播

空间波传播是无线电波像光那样沿直线的传播。由于地球近似球体,因此,空间波是传不远的,传播的最远距离不能超过视线距离

可见,直线传播的空间波是不能进行远距离传播的。当然,无线电波除了直接从发射天线传播到接收天线外,也可以经过地面反射而传到接收天线。因此,接收天线接收到的应是这两种波的合成波。微波与超短波一般采用空间波传播。

地波、天波、空波这三种传播方式,适合于不同波长无线电波的传播。长波一般采用地波传播。这是因为长波的绕射能力强,且大气对它的吸收少,因此比较适合地波传播。另外,长波虽然不会穿透电离层,但由于电离层对其有强烈的吸收作用,所为不适合天波传播。长波传播具有稳定性好、受干扰小、传播距离远等优点,超长波甚至能做环球传播,但长波需要庞大的天线设备,实际应用不多,通常只用于潜艇和远洋航行的通信等。

中波可用天波与地波两种方式传播。白天由于电离层吸收作用较大,主要靠地波传播。晚上电离层吸收作用减少,天波传播可大大增加传播距离。所为,中波昼夜信号强度差别较大,不适合远距离通信,而常用于国内广播等。

短波主要靠天波传播,短波经电离层反射时,电离层对他的吸收作用较小,故经电离层和地面的多次连续反射,可传播到很远的地方。短波传播的最大缺点是不稳定。一般用作各种长、短距离的通信。超短波与微波的绕射能力差,又会穿透电离层,因此不适合地波或天波传播,只适合空间波传播。由于空间波传播的距离有限,为增加传播距离,可采用增高发射天线和接力通信等方法。

23.关于SPI总线的问题:

SPI总线是一个环形的结构,由四根线组成,其时序其实很简单,主要是在Sclk的控制下,两个双向的移位寄存器进行数据交换。有四个不同的工作模式,由CPOL和CPHA的不同组成决定。CPOL是同步时钟极性,0或1代表在空闲状态下的sclk的电平。CPHA=0,表示在串行同步时钟的第一个跳变沿进行的采样,如果为1,表示在串行同步时钟的第二个跳变沿进行采样,主SPI模块和从SPI模块的模式应该一样。

另外需要明白的是,主模块和从模块的模式需要一样,因为主模块和从模块的采样和输出是同时进行的。可以想象在MISO和MOSI线上各有一个位的寄存器。8位的环形移位结构。即在SPI传输中,数据是同步进行发送和接收的。从器件只能在主机发送命令时,才能接收或向主机传送数据。其数据的格式是高位在前低位在后; SPI的一个缺点是没有应答机制确认是否接收到数据;如果只是进行写操作,主机只需忽略收到的字节,反过来,如果主机要读取外设的一个字节,就必须发送一个空字节来引发从机的传输。

3)SPI主模块和从设备时钟相位和极性应该一致。个人理解这句话有2层意思:其一,主设备SPI时钟和极性的配置应该由外设来决定,也就是说主设备这边的时钟极性和相位都是以从设备为基准的;其二,两者的配置应该保持一致。

24.四个脚的晶体振荡器一个脚接正电源,一个接地,一个是输出,另一个是空脚.(判别时有一个脚同外壳相连就是接地脚),两脚的叫晶体,要靠外接的电容起振。一般有个脚会与外壳相连是GND,与GND斜对角的是VCC,一般有个点标志的是NC,另一个是OUT.

25.磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显着抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。电容隔直通交,造成浮地(模拟地和数字地没有接在一起,存在压差,容易积累电荷,造成静电)。电感体积大,杂散参数多,不稳定。 0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。

25.电压驻波比,又称电压驻波比(VSWR) Voltage Standing Wave Ratio.波传递从甲介质传导到乙介质,会由于介质不同,波的能量会有一部分被反射,这种被反射的波与入射波叠加的后形成的波称为驻波,这是基本的物理原理。

端口的电压驻波比,用小写s表示,是与回波损耗相匹配的一个类似量度,不过不同之处在于,电压驻波比这个线性标量描述的是驻波最大电压与驻波最小电压的比。因此,其与电压反射系数的大小有关,也与输入端口的S11和输出端口的S22的大小有关。

对于输入端口,电压驻波比Sin定义为Sin=(1+|S11|)/(1-|S11|)

对于输出端口,电压驻波比Sout定义为Sout=(1+|S22|)/(1-|S22|)

从上面的式子可能看出,电压驻波比应该是一个数值。

由于是因为阻抗不匹配造成,把甲组件跟乙组件间的阻抗调到接近匹配即可。

26.归一化是一种简化计算的方式,即将有量纲的表达式,经过变换,化为无量纲的表达式,成为纯量。在多种计算中都经常用到这种方法。在Smith圆图中就用到了归一化的方法。

27.Q值是衡量电感器件的主要参数。是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。电感器品质

因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。品质因数相当于Q值,一般可以理解为电路的无功功率/有功功率。

28.电长度:

1.对于传输媒介,它的长度被表示为一个在媒介中传波的电或者电磁信号波长的倍数。 注释 1:波长可能用弧度来表示,或者其它的角度单位来表示,如角度。

注释 2:在同轴电缆和光纤中,传输速率大约为自由空间中的2/3。因此,波长大约为自由空间中波长的2/3,而电长度则大约为物理长度的1.5 倍。

2.对于传输媒介,(电长度)用它的物理长乘以电或电磁信号在媒介中的传输时间(时间为a)与这信号在自由空间中通过和媒介物理长度一样的距离时所需的时间(时间为b)的比(即电长度=物理长度*a/b)来考虑。(通常b小于a)

注释:对于一个物理媒介来说,它的电长度总是大于它的物理长度。例如,在同轴电缆中,分布电阻、电容、电感阻碍了信号的传输;在光纤中,光波与光纤材料之间的相互作用,以及光纤的几何结构,影响了信号的传输速率。

3.对于天线,天线的有效长度常表示为波长的倍数。

注释 1.电长度跟物理长度通常是不一样的。

注释2.通过增加一个适当的电抗元件(电容或电感),电长度可以显著的短于或者长于物理长度。

29. 单片微波集成电路,即MMIC是Monolithic Microwave Integrated Circuit的缩写,它包括多种功能电路,如低噪声放大器(LNA)、功率放大器、混频器、上变频器、检波器、调制器、压控振荡器(VCO)、移相器、开关、MMIC收发前端,甚至整个发射/接收(T/R)组件(收发系统)。由于MMIC的衬底材料(如GaAs、InP)的电子迁移率较高、禁带宽度宽、工作温度范围大、微波传输性能好,所以MMIC具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高、抗电磁辐射能力强等特点。

30.利用低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic LTCC)LTCC制备片式无源集成器件和模块具有许多优点,首先,陶瓷材料具有优良的高频高Q特性;第二,使用电导率高的金属材料作为导体材料,有利于提高电路系统的品质因子;第三,可适应大电流及耐高温特性要求,并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性;第四,可将无源组件埋入多层电路基板中,有利于提高电路的组装密度;第五,具有较好的温度特性,如较小的热膨胀系数、较小的介电常数温度系数,可以制作层数极高的电路基板,可以制作线宽小于50μm的细线结构。另外,非连续式的生产工艺允许对生坯基板进行检查,从而提高成品率,降低生产成本。

31巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦,没有起伏,而在阻频带则逐渐下降为零。

32.晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大,就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位(可根据计算获得)。这些外部电路就称为偏置电路。

33.无源晶振输出波形为正弦波,有源晶振输出波形为正弦波或方波。有源晶振本身输出是正弦波,在其内部加了整形电路,所以输出是方波,正弦波一般用的很少,普遍用的都是方波输出(很多时候在示波器上看到的还是波形不太好的正弦波,这是由于示波器的带宽不够。例如:有源晶振20MHz,如果用40MHz或60MHz的示波器测量,显示的是正弦波,这是由于方波的傅里叶分解为基频和奇次谐波的叠加,带宽不够的话,就只剩下基频20MHz和60MHz的谐波,所以显示正弦波。完美的再现方波需要至少10倍的带宽,5倍的带宽只能算是勉强,所以需要至少100M的示波器。)。

方波主要用于数字通信系统时钟上,用来驱动时纯计数电路或门电路,对方波主要有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力等几个指标要求。正弦波主要用于对EMI、频率干扰有特殊要求的电路,这种电路要求输出的高次谐波成分很小;后面有模拟电路选用正弦波也是比较好的选择。通常需要提供例如谐波、噪声和输出功率等指标。方波输出功率大,驱动能力强,但谐波分量丰富;正弦波输出功率不如方波,但其谐波分量小很多。

34、有源晶振的频率输出必定要有某个波形作为输出载体,波形的输出也必定会伴随着某个负载值。在实际使用中,波形负载也是晶振的非常重要参数指标。选择不当的话,轻则导致晶振或其他模块工作不正常,功能无法实现,重则损坏模块甚至整机。

晶振的输出波形主要有三大类:正弦波、方波和准正弦波。

晶振负载主要有以下几种:

1、正弦波:负载50欧姆或1k欧姆;

2、方波:N个TTL负载或N个PF电容;

3、准正弦波:10K欧姆并联10PF电容;

此外还有差分输出PECL、LVDS等高频(100MHz以上)常用的,实际使用中晶振的输出一般用于驱动以下电路形式: 1、同轴电缆类的长线输出; 2、滤波器类的电路的输出;

以上两种电路一般适用于50欧姆的负载。这是因为以上两种电路一般需要50欧姆负载作匹配,在射频领域还有75欧姆、300欧姆等特征阻抗,需要时要加以说明。此类的输出波形最适合的为正弦波,正弦波经过长线传输后波形只是幅度有所衰减,波形并的输入

有时候用户为实现整形、放大等目的,用三极管、高速运放对晶振波形进行处理,这种情况下负载阻抗一般不是太重,用正弦波的波形最为合适。需要提供负载、波形幅度等参数。

4、对EMI、频率干扰有特殊要求的电路

这种电路要求输出的高次谐波成分很小,因此不管驱动的是什么电路,都以正弦波为最好。 方波输出分为:TTL电平和CMOS电平在: TTL电平输入低电平=2.0V;输出低电平2.4V,最大低电平和最小高电平之间是无效电压; CMOS电平输入低电平0.7Vcc,输出低电平0.9Vcc(接近于电源电压)。

35、这里的“源”不是指电源。而是指震荡源。也就是说,有源蜂鸣器内部带震荡源,所以只要一通电就会叫。而无源内部不带震荡源,所以如果用直流信号无法令其鸣叫。必须用2K~5K的方波去驱动它。有源蜂鸣器往往比无源的贵,就是因为里面多个震荡电路。无源蜂鸣器的优点是:1.便宜,2.声音频率可控,可以做出“多来米发索拉西”的效果。3.在一些特例中,可以和LED复用一个控制口有源蜂鸣器的优点是:程序控制方便。

36、抗混叠滤波器 anti-alias filter是一个低通滤波器,用以在输出电平中把混叠频率分量降低到微不足道的程度。

动态信号测试分析系统中为什么要使用抗混滤波器呢?大家都知道“奈奎斯特采样定律”,在对模拟信号进行离散化时,采样频率f2至少应2倍于被分析的信号的最高频率f1,即: f2≥2 f1;否则可能出现因采样频率不够高,模拟信号中的高频信号折叠到低频段,出现虚假频率成分的现象(如下图所示),称之为:混叠。

37、要了解镜频干扰,首先要清楚两个概念——“超外差”和“中频”。

“超外差”是一种广播接收方式,目前收音机和电视机使用的都是这种接收方式。“超外差”是指收音机通过内部电路产生一定频率的电磁振荡,叫做“本机振荡”,简称“本振”。当你搜台时,实际上是通过拨弄旋钮调整“本机振荡”的频率,使“本机振荡”的频率与电台的频率产生一个固定的差值,这个固定的差值就叫做“中频”。收音机再通过对“中频”进行检波,放大等处理,最终通过扬声器放出声音。由于尽管电台频率不同,但收音机只需对一个固定的频率进行处理,所以保证了不同电台都有一个相同的良好接收效果,这正是超

外差的优点。

设定中频的元件叫“中频变压器”,俗称“中周”。目前,中波的中频频率是465KHz;短波是450KHz或455KHz;调频是10.7MHz。

举个例子。假如你正在收听频率是999KHz的中波广播。此时,你的收音机的本振频率是:999-465=534KHz。

好!那么什么是镜频干扰呢?由前面可知本振频率比电台频率低一个中频频率,而实际上在比本振频率低一个中频频率的频率上,你还可以收到一个电台。这种现象在短波收听中表现非常明显。例如你在使用中频频率是450KHz的收音机,收听一个频率是的12085KHz短波广播时,本振是 12085-450=11635KHz。那么在11635-450=11185KHz的频率上,还会出现一个与12085KHz广播内容一模一样的“电台”。实际上,在11185KHz的频率上并没有电台广播,它只是12085KHz电台广播的影子。但如果在11185KHz上真有另一个电台正在广播,那么12085KHz电台广播的影子就对在11185KHz的频率上正常广播的电台产生了干扰,这就叫“镜频干扰”。同时,你也就不必奇怪:为什么在米波段外和一些非常偏僻的频率上,还能收到很多电台?其实,这些"电台"都是在米波段上某些电台的影子,都是镜频搞的鬼!

那么,如何消除这种干扰呢?目前一些高端收音机,如德生PL-350,PL-550,采用可变中频法来避开镜频干扰。比如,当中频是450KHz时有镜频干扰,把中频变到455KHz,就可以把镜频干扰转移到别的频率上,起到了消除干扰的效果。

38.变频损耗:信号经过变频器变频后的功率损失。在接收机中变频损耗是输入射频信号功率与输出中频信号功率之比值,一般以dB表示。在发射机的上变频器中,变频损耗是输入中频信号功率与输出射频信号功率之比值。

39.相位噪声:相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式,其结果在频率域内显示。用一个振荡器信号来解释相位噪声。如果没有相位噪声,那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去,产生了边带(sideband)。从图2中可以看出,在离中心频率一定合理距离的偏移频率处,边带功率滚降到1/fm,fm是该频率偏离中心频率的差值。

相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值,其中,dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。

40. 导频信号在移动通信中:是基站连续发射未经调制的直接序列扩频信号,它使得手机能够获得前向码分多址信道时限,提供相关解调相位参考,并且为各基站提供信号强度比较,手机可以确定何时进行切换。

导频信道使得用户站能够获得前向码分多址信道时限,提供相干解调相位参考,并且为各基站提供信号强度比较手段籍以确定何时进行切换。

在AGC自动环路增益控制中一般有两种形式:一种是直接检测信号的功率的大小,根据大小进行增益控制;在一些复杂的通信系统中,一般有专门的功率控制信道,在该信道中发送导频,接收机通过检测导频来实现对有用信号信道的增益控制,这是AGC环路控制的另一种形式。

41.系统的线性度常用1db增益压缩点(P1dB)和三阶交截点(IP3)来描述。

在低功率时,放大器的功率增益是一个定值,称为线性增益,在输出功率增加到一定值后,增益开始减小,当低于线性增益1dB时,对应的输出功率称为输出1dB压缩点,输入功率为输入1dB压缩点。既可以定义在输入端也可以定义在输出端。当然,通常所说的1dB压缩点,是输出1dB压缩点的简称。描述是的输出功率随着输入功率增大而偏离线性关系的情况。

当系统输入两个频率靠的很近的信号时,在系统的输出端中除了产生基波及其次谐波以外,还会产生频率之间的交调成份。在以dB为单位的坐标,基频信号和三阶交调信号的斜率不同,因此,随着信号幅度的增加,两条线必有一个交点,这个点就是三阶交截点。可以用输入功率(IIP3)或输出功率(OIP3)表示。

42.问:有关运算放大器的随机噪声。它是怎么产生的?

答:在运算放大器的输出端出现的噪声用电压噪声来度量。但是电压噪声源和电流噪声源都能产生噪声。运算放大器所有内部噪声源通常都折合到输入端,即看作与理想的无噪声放大器的两个输入端相串联或并联不相关或独立的随机噪声发生器。我们认为运算放大器噪声有三个基本来源:

•一个噪声电压发生器(类似失调电压,通常表现为同相输入端串联)。

•两个噪声电流发生器(类似偏置电流,通过两个差分输入端排出电流)。

•电阻噪声发生器(如果运算放大器电路中存在任何电阻,它们也会产生噪声。可把这种噪声看作来自电流源或电压源,不论哪种形式在给定电路中都很常见)。

运算放大器的电压噪声可低至3 nV/Hz。电压噪声是通常比较强调的一项技术指标,但是在阻抗很高的情况下电流噪声常常是系统噪声性能的限制因素。这种情况类似于失调,失调电压常常要对输出失调负责,但是偏置电流却有真正的责任。双极型运算放大器的电压噪声比传统的FET运算放大器低,虽然有这个优点,但实际上电流噪声仍然比较大。现在的FET运算放大器在保持低电流噪声的同时,又可达到双极型运算放大器的电压噪声水平。

极化的概念在电磁波理论当中有着非常重要的作用和意义:同极化和交叉极化主要是相对于我们所考虑或者所期待的极化方向而言的,如果一个极化方向和我们的主极化方向一致,则称之为同极化,如果一个极化方向和我们的主极化方向正交,则称之为交叉极化。交叉极化的引起主要是因为边界的不一致性,使得产生的交叉极化分量无法抵消(如果双极化天线单元的四周边界是一个完全的正方形框,其交叉极化就非常低),在阵列天线的应用中通常是改变边界条件,以使得相邻单元耦合的交叉极化分量与本振子单元产生的交叉极化分量相抵消来降低。交叉极化比:具体定义为主极化分量与交叉极化分量的比。交叉极化比越大,说明从天线能够获得的信号正交性越强,两路信号之间的相关性越小,极化效果越好。一般天线的交叉极化比都大于18dB。

43.香农信息论:当信道的信息传输率不超过信道容量时,采用合适的信道编码方法可以实现任意高的传输可靠性,但若信息传输率超过了信道容量,就不可能实现可靠的传输。公式:C=B*log2(1+S/N) 注:B为信道带宽;S/N为信噪比,通常用分贝(dB)表示。所示,信号的带宽越宽,传输的信息量就越大,这就是为什么高频信号的传输的信息量大的原因。

44.静电场中的导体:导体表面中存在与导体垂直的电场,不存在与导体表面平行的电场,即电场只具有法向方向,没有切向的方向。

因为导体内部不存在电场,所以导体是等位体,导体表面是等位面。等势体就是导体内任意两点的电势差都为零。静电平衡后的导体就是最典型的等势体。当导体静电平衡后,感应电荷只分布在导体外表面。由于导体内自由电荷移动形成的电场与外界电场相互抵消,内部电场处处为零,任意两点间电势差也为零。所以导体内的电势与导体表面的电势相等,为一个等势体。

静电场中电势相等的各点构成的面叫做等势面。

(1)等势面一定跟电场线垂直

(2)在同一等势面上移动电荷电场力不做功,或做功之和为0

分析:因为等势面上各点电势相等,电荷在同一等势面上各点具有相同的电势能,所以在同一等势面上移动电荷电势能不变,即电场力不做功.

(3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面

(4)任意两个等势面都不会相交

(5)等差等势面越密的地方电场强度越大。

(6)电场线与等势面处处垂直

(7)沿电场线方向电势降低最快「电势逐渐降低不一定是沿电场线方向,而电势降低最快一定是沿电场方向」说的是一个无穷小过程,不能理解成一个有限的距离。

45.坡印廷矢量(Poynting Vector):电磁场中的能流密度矢量,表征了电磁场中的能量守恒关系。电场强度为E、磁场强度为H的空间里,电磁场能流密度矢量为S=ExH

其大小表示单位时间通过垂直单位面积的能量,单位为瓦/米2。能流密度概念是1884年J.H.坡印廷建立的。电磁场是一种物质,具有能量,实验表明电磁场能量按一定方式分布在空间,并随着场的运动变化在空间传播。

46.当介质中的某一点运动时,会引起邻近的质点运动,这样振动就会从它的源出发,以一定的速度由近及运地传播,这种振动过程就叫做波动。电磁波的传播就是电磁振动。当天线上载有高频交变的电流时,天线就会向空间辐射电磁能,

交变电场和交变磁场是相互垂

直的。因此,无线电波的波动过程的实质就是交变电场和交变磁场相互转化而不断运动的总体。在自由空间里,电磁波的电场方向、磁场方向通常都在垂直于电磁波传播的方向的平面上,这种电磁波叫做横电磁波,记作TEM波。

47.当空间传播的电场方向与天线的轴线平行时,电场在天线上所感应出来的电动势最强,如果电场方向与轴线方向垂直,则感应电动势近乎等于零。这说明了电波在传播过程中电场取向的重要性,为了说明这一点,引入了波极化的概念。所谓波极化就是指电场的取向随时间变化的方式,通常是用电场矢量端点在空间所描出的轨迹来表示。按所描出的轨迹不同,极化分为线极化、圆极化和椭圆极化。

48.传输线的三种状态:行波状态,就是无反射的状态,此时负载吸收全部的入射功率,线上只有一个由信号源传向负载的入射波;驻波状态,全反射状态;混合波状态。

49.阻抗圆图,由于反射系数和输入阻抗之间存在一一对应的关系,在反射系数复平面上,对于给定的反射系数值,就可以直接读出对应输入阻抗值。所有的反射系数值及其对应的阻抗值都落在反射系数复平面且半径等于1的单位圆内。

50.微波双端口网络:阻抗矩阵,导纳参数矩阵,转移矩阵,散射参数矩阵,各个参数矩阵之间是可以相互转化的。任何微波网络的固有特性都可以完全由网络参数矩阵所描述。

51.为了有效的传输电磁能,无论是波导还是同轴传输线,都需要阻抗匹配元件,应该熟悉几种常见的波导匹配元件,当传输系统出现失调时,道德应当想的是其阻抗匹配元件工作是否正常。

52.衰减器和移相器是二端口网络的微波网络,前者是有耗的,后者是耗的。吸收式衰减器是中波导内加装微波吸收元件,这种吸收元件可使传输的波由电能转换成热,而使微波信号的幅度有明显的衰减;在波导内设置电介质片可使通过的波改变相位,这是介质移相器。衰减器和移相器结构差不多。它们的区别中于一个是改变相位,一个是改变衰减信号的幅度。不同点在于移相器所用的介质材料,相对介电系数要大,并且是低损耗的。

53.微波谐振器是分布参数电路,它同低频谐振回路有很大的不同,低频谐振电路其电磁能量分别集中电容、电感线圈中,并且只有一个谐振频率。而微波谐振器,其电磁能量分布在整个腔体中,它有许多个谐振频率,具有多谐性,其次是损耗小,Q值高。

54.滤波器可分为低通滤波器,高通滤波器,带通滤波器。所谓低通滤波器,就是低于某一频率的信号能够通过,高于此频率的信号不能通过。因此其串臂元件应该为电感,并臂元件就为电容。其电路结构有三种结构Γ形、T形、∏形。同理,对于高通滤波器,其串臂元件应该用电容,而并臂元件则应该用电感,电路结构也是三种。而低通和高通滤波器组合起来就是带通滤波器。

55.振荡的本质就是电能和磁能的相互转换,在低频谐振回路里,电能集中在电容器中,磁能集中在电感线圈内。微波谐振腔可以看作是一段两端短路的传输线段。在这种传输线里,传输的行波被终端短路而来回反射,最后形成驻波,其电场与磁场在时间上有90度的相差,因而电场能量最大时,磁场能量为零;磁场能量量大时,电场能量为零;这样在腔内电能与磁能相互的转换,形成持续振荡。其转换频就是谐振器的谐振频率。


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  • 物联网技术与应用题库20150902
  • 物联网基础与实践 单项选择题 1. ( A )针对下一代信息浪潮提出了"智慧地球"战略. A.IBM B.NEC C.NASA D.EDTD 2.日本在 ( C )年提出了U-JAPAN战略. A.2002B.2003C ...查看


  • 射频名词解释
  • 射频简称RF 射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称.每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流.有线电视系统就是采用射频传输方式的 在电子学理论中,电流流过导体,导体 ...查看


  • 零中频与超外差接收机优劣
  • 零中频射频接收机技术 作者:东南大学射频与光电集成电路研究所 李智群 王志功 2004年7月A版 摘 要:零中频(Zero IF)或直接变换(Direct-Conversion)接收机具有体积小.成本低和易于单片集成的特点,正成为射频接收机 ...查看


  • 雷达-电子战-通信一体化概论
  • 雷达-电子战-通信一体化概论> 开放分类:书籍通信 编辑词条分享   1 内容简介 2 图书目录 图书封面 <雷达-电子战-通信一体化概论>是近代多传感器系统变革的新技术和新体制的集中体现,代表未来作战平台多传感器系统 ...查看


  • 射频电源知识
  • 什么是射频电源? 全固态射频电源的功放采用RF MOFET为元器件,主要由功放模块,功率检测模块,控制模块和AC/DC电源模块: 功放模块的功能是通过多级射频功率放大将晶振产生的特定频率的小信号放大到所需要的射频功率.功率检测模块的功能是检 ...查看


  • 电子导论结课论文
  • 电子导论结课论文 大一的电子导论课马上就结束了,感觉还是很快的.通过三个老师的讲解,我对我们的这个专业有了一个比较清晰的认识.我们这个专业设有集成电路设计技术.光电子与集成电路系统两个专业方向.下面就是我上课的学到的东西,和我的感受. 先是 ...查看


  • 单片机论文
  • 淮海工学院 大学生开放实验大作业 将学生网址导航www.hao007.me设为主页关注官方微博 则可免费获得此文 项目名称: 单片机综合设计实验 实 验 室: 工程训练中心科技创新实验室 姓 名 : 七彩网 专 业: 网址导航 学号: ww ...查看


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