
【電】 heterodyne frequency meter
外差頻率計(heterodyne frequency meter)是一種基于外差原理工作的射頻測量設備,主要用于精确測定高頻信號的頻率值。其英文術語"heterodyne"源自希臘語,意為"不同頻率的混合",核心原理是将待測信號與已知頻率的本振信號混合,通過非線性元件産生差頻信號(中頻信號),再利用濾波和放大技術實現頻率計算。
該設備的工作原理可分為三階段:
在通信工程和雷達系統中,外差頻率計憑借其超外差接收機結構(superheterodyne receiver architecture),能有效檢測1MHz至40GHz頻段的電磁波,測量精度可達$10^{-9}$量級。相較于直接計數式頻率計,該技術顯著提升了高頻測量的靈敏度和抗幹擾能力(據《IEEE儀器與測量會刊》收錄案例)。
典型應用場景包括:
美國國家标準技術研究院(NIST)的實驗數據顯示,采用低溫恒溫器配合外差測量方案,可将相位噪聲降低至-170dBc/Hz級别。
外差頻率計是一種基于外差原理設計的頻率測量儀器,主要用于高頻信號的精确測量。以下從定義、原理、特點和應用場景進行詳細解釋:
外差頻率計屬于頻率計的一種類型,通過将待測信號與已知頻率的本振信號混合,生成差頻信號進行測量。其名稱中的“外差”源于信號混合産生差頻的過程(源自拉丁語“heterodyne”,意為“不同頻率的混合”)。
類型 | 原理 | 優勢 | 局限性 |
---|---|---|---|
外差式 | 混頻産生差頻 | 高頻測量、靈敏度高 | 操作複雜、校準頻繁 |
數字式 | 直接計數周期數 | 精度高、操作簡便 | 高頻段測量受限 |
諧振式 | 利用諧振電路選頻 | 結構簡單 | 精度低、頻帶窄 |
注:隨着數字技術的發展,數字頻率計逐漸成為主流,但外差式仍在特定高頻場景中不可替代。
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