电子测量技术第七章 频率特性测试仪
电子测量与仪器课件 第七章 频率和时间测量及仪器2
频率后再进行换算，该方法属于间接测量法。
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第7章 频率和时间测量及仪器
所谓的高频或低频是相对于电子计数器的中界频率而言的。 中界频率是指采用测频和测周两种方法进行测量，产生大小相 等的量化误差时的被测信号的频率。 （2）测周触发误差
减小测周触发误差的方法如式(7-2)结论所述，不再赘述。 综上所述，多周期测量法以及提高信噪比、选用短时标信 号等方法，可以减小测量周期的误差。 7.4.3 频率扩展技术
1 N m
N
i 1
m
i
24
N
第7章 频率和时间测量及仪器
用平均值 N 代替式（7-5）中的N表示测量结果，存在关系：
T T 1 s N 360 s Tx Tx m
m
N Ni 360 360 Kf i 1
m
N
N
i 1
i
式中，N∑是在T∑时间内实际通过计数门1和计数门2的脉冲总 个数，也就是在时间TΣ内通过计数门2的脉冲累加值；Kf为分 频次数，由分频器的分频指示值读出。相位差Δφ与NΣ成正比， 计数值N∑能直接用来表示测量结果。平均值数字相位计的测 量结果只决定于计数值N∑，而与被测频率fx无关。
由于受十进制计数器处理速度等因素的限制，上述类型的 电子计数器比较适合频率低于700MHz左右的信号，在A通道分 别采用倍频器时，频率范围就更窄了。通常采用外差降频变换 法、预定标法、转移振荡器法、谐波外差变换法、取样法等方
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第7章 频率和时间测量及仪器
7.4.3 频率扩展技术
由于受十进制计数器处理速度等因素的限制，上述类型 的电子计数器比较适合频率低于700MHz左右的信号，在A通
电子测量仪器与应用第7章 频率特性测量及仪器
7.2 扫频仪的操作使用方法
输出电压随输入频率变化的关系，这就是我 们在测量中经常提到的网络的频率特性，包 括幅频特性与相频特性。
电路系统的频率特性曲线（幅频特性） 的测量方法主要包括点频测量法（静 态）、扫频测量法（动态）、多频测量 法等。
m A1 A2 A1 A2
• （4）扫描速度。扫频信号的频率随时间 的变化率df/dt称为扫频速度。
• （5）频率标记。一般有1MHz、10MHz、 50MHz及外接四种。
• （6）输出阻抗。扫频仪的输出阻抗特性 一般选择75Ω。
7.2.3 BT-3型扫频仪介绍
• BT-3型扫频仪整机电路功耗低、体积小、 输出电压高、寄生调幅小、扫频非线性 系数小、衰减器精度高、频谱纯度好、 显示灵敏度高，主要用来测试雷达接收 机、电视机等无线电电路的频率特性。
信号
信号
器
源
源
Y
u2
u3
u4
被测电路
峰值检波探
头
7.2.2 扫频仪的工作原理
方框图
工作波形
频标信号的形成
差频法产生菱形频标的原理框图
菱形频标的形成过程
荧光屏上的频标形成
针形频标产生原理框图
f0
fmax 2
fmin
2.主要技术指标
• （1）有效扫频宽度和中心频率。有效扫 频宽度也称扫频频偏，是指在扫频线性 和幅度不平坦性符合要求的前提下，一
• （5）频标：分为1MHz、10 MHz菱形频标和 外接频标三种。
• 6）输出扫频信号电压：>0.1V（应接 75Ω匹配负载，输出衰减置于0 dB）。
电子测量与仪器教学课件第7章 频率特性测量及仪器
频域分析则是研究信号中各频率分量的幅值A与频率f的关系，包括线性系统频率特性的测 量和信号的频谱分析。频率特性测量和频谱分析都是以频率为自变量，以频率分量的信号 值为因变量进行分析的，通常由频率特性测试仪(扫频仪)来完成。其中，频率特性测试仪利 用扫频测量法，可直接在显示屏上显示被测电路的频率响应特性；频谱分析仪则是对信号 本身进行分析和对线性系统非线性失真系数进行测量，从而可以确定信号所含的频率成分， 了解信号的频谱占用情况，以及线性系统的非线性失真特性。
（3）增益测试。将Y衰减置于10挡上（相当于衰减20 dB），调节 粗、细输出衰减使因被测电路接入而变化的曲线高度仍恢复为H， 记下输出衰减总分贝数A2，则该中频放大器的电压增益k为
（4）测量带宽。利用扫频仪上的频标，在幅度左右两边分别对应 与波峰的0.707倍时的上下频率差就是被测网络的幅频特性曲线的 频带宽度。
扫频测量法就是将等幅扫频信号加至被测电路输入端，然后用显示器 来显示信号通过被测电路后振幅的变化。由于扫频信号的频率是连续 变化的，因此在屏幕上可直接显示出被测电路的幅频特性。
7.2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ频仪
扫频仪是频率特性测试仪的简称，是一种能在荧光屏上直接观测 到各种网络频率特性等曲线的频域测量仪器，由此可以测算出被 测电路的频带宽度、品质因数、电压增益、输出阻抗及传输线特 性阻抗等参数。扫频仪与示波器的主要区别在于前者能够自身提 供测试时所需要的信号源，并将测试结果以曲线形式显示在荧光 屏上。
频率特性测试仪(完整版)
频率特性测试仪摘要：本实验以DDS芯片AD9851为信号发生器，以单片机MSP430F449为核心控制芯片，以FPGA为辅助，加之于外围电路来实现幅频及相频的检测。
系统由6信模块组成：正弦扫频信号模块，待测阻容双T 网络模块，整形模块，幅值检测模块，相位检测模块，及显示模块。
先以单片机送给AD9851控制字产生100HZ—100KHZ的扫频信号，经过阻容双T网络检测电路，一路信号通过真有效值AD637JP对有效值进行采集后进入单片机进行幅值转换，另一路信号由整形电路整形后进入FPGA进行相位检测及频率检测，最后由LCD显示输出，最终来完成幅频及相频的简单测试。
关键字：AD9851、 MSP430F449 、FPGA 、阻容双T网络、AD637 LM311比较器、液晶12864目录一、方案方案论证与选择 (3)1. 扫描信号产生方案 (3)1.1 数字直接频率合成技术(DDFS) (3)1.2 程控锁相环频率合成 (3)1.3 数字频率发生器（DDS）AD9851产生 (3)2．相位检测方案 (4)2.1 A/D采样查找最值法 (4)2.2 FPGA鉴相法 (4)3. 幅值检测方案 (5)3.1 峰值检波法 (5)3.2 真有效值芯片AD637检测法 (6)二、系统总体设计文案及实现方框图 (7)三、双T网络的原理分析及计算 (7)1、双T网络的原理 (7)2、双T网络的设计 (9)四、主要功能模块电路设计 (11)1、AD9851正弦信号发生器 (11)2、减法电路及射极跟随器 (12)3 整形电路 (13)4 真有效值检测 (13)五、系统软件设计 (14)六、测试数据与分析 (15)七、总结分析与结论 (17)参考文献： (17)附录： (17)一、方案方案论证与选择1. 扫描信号产生方案1.1 数字直接频率合成技术(DDFS)方案一：采用数字直接频率合成技术(DDFS)。
以单片机和FPGA为控制核心,利用FPGA中的N位地址存储相应的正弦表值，通过改变频率控制字K，寻址相位累加器的波形存储器的数据,以产生所需频率的正弦信号f out=f in *K/2N。
频率特性测试仪
频率特性测试仪频率特性测试仪俗称扫频仪，用于测量网络（电路）的频率特性，如测量滤波器,放大器，高频调谐器，双工器、天线等的频率特性，而且往往用于对这些电子设备或网络的测试，也是试验室中常用的电子测量仪器之一。
目录简介功能扫频信号的形成注意问题简介频率：单位时间内完成振动的次数，是描述振动物体往复运动频繁程度的量，常用符号f或v表示，单位为秒—1。
为了纪念德国物理学家赫兹的贡献，人们把频率的单位命名为赫兹，简称“赫”。
每个物体都有由它本身性质决议的与振幅无关的频率，叫做固有频率。
频率概念不仅在力学、声学中应用，在电磁学和无线电技术中也常用。
交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数，叫做电流的频率。
分析：把一件事情、一种现象、一个概念分成较简单的构成部分，找出这些部分的本质属性和彼此之间的关系。
分析的意义在于细致的找寻能够解决问题的主线，并以此解决问题。
分析方法作为一种科学方法由笛卡尔引入，源于希腊词“分散”。
分析方法认为任何一个讨论对象都是由不同的部份构成的，是一种机制。
一种设置有铃音变更功能的移动通信终端及其操作方法，该移动通信终端包含有如下几个部分：扩音器；对通过上述扩音器输入的噪音数据的频率特性进行分析的频率分析部；比较上述分析的噪音数据和铃音的频率特性，并变更设定上述铃音的频率特性的掌控部；依据上述掌控部的设定对输出铃音的频率特性进行变更的频率变换部。
依据如上所述的本创造，在检测到通话来电的情况下，收集四周的声音并依据频率特性而变更输出的铃音的频率特性，使在接到来电时提高用户的铃音识别率，从而可削减未接电话的情况并提高通话成功率，并由此可提高对产品的信任性及用户使用上的便利性。
供给可以使用客观的基准恰当地评价由多个帧图像构成的影像的影像评价装置及影像评价方法。
将关于影像的预先确定的作为时空间频率特性的基准特性进行存储，影像特性分析部（101），算出由多个帧图像构成的对象影像的时空间频率特性。
频率特性测试仪的功能介绍
频率特性测试仪的功能介绍1. 仪器概述频率特性测试仪是一种测试电路频率响应的仪器。
它能够测试电路在不同频率下的特性，从而分析电路的稳定性、幅频特性、相频特性等，是无线通信、电子电路等领域中不可或缺的工具。
本文将对频率特性测试仪的主要功能进行介绍。
2. 主要功能2.1 频率响应测试频率特性测试仪能够对电路的频率响应进行测试。
通过输入不同的频率信号，测试仪可以测量电路在不同频率下的幅度响应和相位响应，生成幅相频特性曲线。
这对于分析电路的特性、优化电路设计等都非常有帮助。
2.2 带宽测试带宽是一个电路能够正常工作的频率范围。
频率特性测试仪能够测试电路的带宽，通过测量电路在不同频率下的增益或衰减等参数，确定电路的带宽范围，从而保证电路的稳定性和正常工作。
2.3 信号发生器频率特性测试仪还具备信号发生器的功能。
测试仪可以产生稳定的正弦（Sine）、方波（Square）、三角波（Triangle）等信号，作为被测试电路的输入信号。
不同类型的信号可以测试电路在不同的工作状态下的响应特性。
2.4 直流偏置频率特性测试仪依靠外部直流电源为测试电路提供工作电压。
大部分频率特性测试仪都配有电流限制限制器或过载保护电路，保证测试电路的安全。
2.5 数据存储频率特性测试仪还可以将测试数据存储在设备中，便于后续分析和比较。
同时，测试仪也可以通过USB、RS232、LAN等接口与计算机相连，将测试数据传输到计算机上，方便进行后续的数据处理。
3. 使用方法频率特性测试仪的使用方法分为以下几个步骤：1.连接测试电路并设置测试参数。
2.连接设备与电脑，并设置数据传输参数。
3.开始测试。
4.保存测试数据。
5.根据数据分析测试结果。
4. 结语频率特性测试仪作为电子电路和无线通信领域的重要工具，可以帮助工程师更好地了解电路的表现和特性，提升电路设计的效率和准确性。
熟练掌握频率特性测试仪的使用方法，对于电子电路工程师来说是非常重要的。
频率特性测试仪的应用
当测量宽频带电路时, 需要在被测频率特性曲线上出现具有单位频率间 隔的一系列频标(即频率标尺), 该标尺通常以十进制形式标度。该标尺的 形成以差频方法为基础, 通过增加谐波发生器, 使标准信号源输出的1 MHz (或10 MHz) 信号经谐波发生器后产生1 MHz、2 MHz、3 MHz 等 一系列倍频信号, 每当扫频信号频率扫经上述任一频率时, 都要产生差频 信号, 形成一系列菱形频标。
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7. 1 扫频仪的工作原理
例如在f =fs1处差频为零, 而f 在fs1点附近差频越来越大, 由于低通滤波器 的选通性, 在靠近零差频点的幅度最大, 两边信号幅度迅速衰减, 于是在f = fs1 处形成“菱形频标”。同理, 在f = fs2,f = fs2, ……处也形成菱形频 标。菱形频标与幅频特性曲线叠加便出现图7 - 4 (b) 所示的图形, 配合标 准信号源可读出频标的频率值。改变标准信号源的频率, 菱形频标的位 置将相应移动, 外接频标亦按上述原理工作。
(2) 扫频测量法即动态测量法, 它是利用扫频仪对频率特性曲线进行测量 的方法。该方法操作方便、显示直观, 且无测试频率的断点。
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7. 1 扫频仪的工作原理
7.1.2 扫频仪的工作原理
扫频仪是在示波器X - Y 方式的基础上, 增加扫描信号源、扫频信号源、 检波探头等组成的, 如图7 -1 (a) 所示。
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7. 1 扫频仪的工作原理
7.1.3 产生扫频信号的方法
产生扫频信号的方法很多, 有磁调电感法、YIG (Yttrium Iron Garnet, 钇铁石榴石) 谐振法、变容二极管法等方法, 比较常用的是变容二极管法 。
频率特性测试仪的使用
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六、实验报告要求
1、 整理实验结果，绘制数据表格，写成实验报告。 2、 小结实验心得体会。 3、思考题 1、被测网络是否需要屏蔽？为什么？ 2、造成误差的主要原因有哪些？怎样消除？
3、隔直电容（510pF）、隔离电阻 4、电源及附属设备 1套 5、被测网络（中频放大器） 1套 6、连接线 若干
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三、实验原理（说明） 实验原理（说明）
1、频率特性测试仪的工作原理 频率特性测试仪（简称扫频仪），主要用于测量网 络的幅频特性。它是根据扫频法的测量原理设计而 成的。简单地说，就是将扫频信号源和示波器的X-Y 显示功能结合在一起，用示波管直接显示被测二端 网络的频率特性曲线，是描绘网络传递函数的仪器。 这是一种快速、简便、实时、动态、多参数、直观 的测量仪器，广泛地应用于电子工程等领域。
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（4）检查内、外频标 检查内频标时，将“频标选择”开关置“1MHZ”或 “10MHZ”内频标，在扫描基线上可出现1MHZ或10MHZ 的菱形频标，调节“频标幅度”旋钮，菱形频标幅度发 生变化，使用时频标幅度应适中，调节“频偏”旋钮， 可改变各频标间的相对位置。若由外频标插孔送入标准 频率信号，在示波器上应显示出该频率的频标。 （5）零频标的识别方法 频标选择放在“外接”位置，“中心频率”旋钮旋至起 始位置，适当旋转时，在扫描基线上会出现一只频标， 这就是零频标。零频标比较特别，将“频标幅度”旋钮 调至最小仍出现。
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（6）检查扫频信号寄生调幅系数 （7）检查扫频信号非线性系数 （8）“1MHZ”或“10MHZ”频标的识别方法 （9）波段起始频标的识别方法 （10）扫频信号输出的检查
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11.频率特性测试仪实验报告
频率特性测试仪实验报告实验目的：1、了解频率特性测试仪的工作原理2、学会设计一个双T被测网络，并且能够达到所给要求3、了解频率特性测试仪设计的整体系统设计，以及各子系统设计的方案思路4、掌握频率特性测试仪的信号源产生方法，并能够设计DDS信号源电路5、掌握频率测试仪的检波显示原理并能够设计一个符合要求的峰值检波器。
实验原理：频率测试仪就是一个扫频仪，它体现的是输出电压随频率变化的关系。
它是根据扫频法的测量原理设计而成的，就是将扫频信号源和示波器的X-Y显示功能结合在一起，用示波管直接显示被测二端网络的频率特性曲线，是描绘网络传递函数的仪器。
频率特性测试仪组成框图扫频仪有一个输出端口和一个输入端口：输出端口输出等幅扫频信号，作为被测网络的输入测试信号；输入端口接收被测网络经检波后的输出信号。
可见，在测试时频率特性测试仪与被测网络构成了闭合回路。
一个频率测试仪应该有三个部分组成：信号源、被测网络和检波及显示部分。
扫频信号源：频率由低到高或由高到低变化的正弦波振荡源，称为扫频。
频率的变化可以是连续的，也可以是步进式的。
扫频信号的幅度、扫频的频率变化范围可以方便地控制。
扫频的速度与测量仪的其他部分的工作同步。
扫频信号源在扫频过程中，通过采用ALC（自动电平控制）技术使幅度保持一致（可视为恒等于1），这样，可省去对输入激励信号的幅度测量和求输出输入幅度比值的运算。
信号源的产生方法有多种，按需要可做成点频（连续波CW)，频率自动步进(STEP)，频率连续变化（扫频SWEEP)等形式。
采用锯齿波电压作为压控扫频振荡器（VCO）的控制量，同时用作显示的X 轴扫描电压以达到扫频和曲线显示的同步。
标量网络分析仪只作幅频测量，而矢量网络分析仪还作相频特性测量。
网络分析仪对信号源的质量要求比扫频仪高，通常采用频率合成器作为扫描源，合成器的频率由数字量控制。
常见的扫频信号产生方法：压控振荡（VCO ），函数发生器、锁相环（PLL ：Phase Lock Loop ）频率合成器、直接数字频率合成或直接数字合成（DDFS ，或DDS ）和PLL+DDS本题属低频测试系统，DDS 信号源和8038芯片制作的VCO 信号源（反馈稳频或PLL ）都可以采用。
电子测量技术与仪器第7章 信号频谱与电路频率特性的测量技术
• 要求在整个波段内，r≤20%。
•
图7.9 检查扫频信号的非线性系数
• （8）零频频标的识别 • （9）“1MHZ”或“10MHZ”频标的识别方法 • （10）波段起始频标的识别方法 • （11）扫频信号输出的检查
• 2．BT-3型频率特性测试仪与被测电路 的连接与测量
• （1）将BT-3型频率特性测试仪的扫频输出探头接 到被测电路的信号输入端，将被测电路的信号输出 端通过BT-3型频率特性测试仪的输入电缆接到“Y 轴输入”插孔。
• （2）选择合适的波段，则在示波管上会出现一个 叠加有频标的幅频特性曲线。找到零频频标，将幅 频特性上的关键点的频率读下来并记录。在需要对 电路进行调试时，可一边看着幅频特性曲线，一边 调整电路中的可调元件，直到达到要求的幅频特性 形状时为止。
• 3.测量时特别值得注意的几个问题
• （1）在测量时，输出电缆和检波探头的接地线应尽量短， 切忌在检波头上加接导线；被测电路要注意屏蔽，否则会加 大误差。
• 4．BT3型扫频仪屏幕上横坐标频率的读数，是根据 叠加在显示器上的幅频特性曲线上的频标来确定的。
• 5．频谱分析仪主要用于分析电信号的频谱，目前 使用最多的是超外差频谱仪。
•
图7.19 通过李沙育图形显示信号的相位失真
•
【本章小结】
• 1．时域测量和频域测量是从不同的角度去观测同 一电路，两者各有特点，互为补充，具体工作中要 根据具体的测量内容来选择。
• 2．利用扫频信号的测量是动态测量，具有直观、 方便、快速等优点。
• 3．频率特性测试仪于测量各种电路或系统的幅频 特性。
• （10）中心频率度盘： 能连续改变中心频率，读 盘上所标定的中心频率不是十分准确的，一般是采 用边调节度盘，边看频标移动的数值来确定中心频 率位置。
频率特性测试仪
频率特性测试仪
频率特性测试仪（Frequency Response Analyzer）是一
种用于测试电子设备的频率响应特性的仪器。
它可以评估
电子设备在不同频率下的信号传输和处理能力，从而帮助
工程师优化设备的性能。
频率特性测试仪通常由以下组件组成：
1. 信号源：产生一定频率范围内的信号，用于输入被测设备。
2. 传感器或探针：用于测量被测设备的输出信号。
3. 信号处理单元：对输入和输出信号进行处理和分析，以
获取频率响应特性的数据。
4. 显示器或计算机接口：显示和记录频率响应的测量结果。
使用频率特性测试仪时，首先需要将信号源连接到被测设
备的输入端，然后将传感器或探针连接到被测设备的输出
端。
在测试过程中，信号源会逐渐改变频率，并测量被测设备的输出信号的振幅和相位。
根据这些测量结果，可以绘制出被测设备的频率响应曲线，从而评估设备在不同频率下的性能。
频率特性测试仪广泛应用于电子设备的研发、制造和维护过程中，例如音频和视频设备、功放器、滤波器、放大器等。
它可以帮助工程师发现设备的频率响应问题，优化设计或诊断故障。
频率特性测试仪
频率特性测试仪设计并制作一个频率特性测试系统，包含测试信号源、被测网络、检波及显示三部分。
1．设计思路幅频和相频特性测量采用扫频测试法。
当系统在正弦信号的激励下，稳态时，响应信号与输入激励信号频率相同，其幅值比即为该频率的幅频响应值，而两者的相位差即为相频特性值。
采用频率逐点步进的测试方法。
需对信号进行时域与频域的变换计算，通过对模拟量的测量与计算完成，且精度较高。
扫描信号产生采用数字直接频率合成技术(DDFS)。
以单片机为控制核心,通过相位累加器的输出寻址波形存储器中的数据,以产生固定频率的正弦信号。
优点：实现简单，频率稳定，抗干扰能力强。
幅度检测采用二极管峰值检测电路。
相位检测采用计数法,两路信号经整形异或后，所得的脉冲占空比能反映相位差的大小，由此测得其相位差。
采用多周期同步计数法，可使量化误差大大减小，精度很高。
被测网络根据试题指标要求不能采用无源双Ｔ网络，题目要求：双Ｔ网络带宽为 50HZ，说明其幅频特性是对称的，所以必须采用对称的双Ｔ网络结构；中心频率 =5KHZ，带宽100 HZ，故要求被测网络的品质因素Q为50，这样高的Q值用无源双Ｔ网络是不可能做到的。
为提高Q值，必须采用有源双Ｔ网络滤波器。
有源双Ｔ网络可以是带阻，也可以是带通，根据对题目的理解我们选择了带通。
2 系统总体设计该系统以单片机为控制核心，用DDFS技术产生频率扫描信号，采用真有效值检测器件AD637测量信号幅度。
通过单片机控制输出由8段数码管显示。
图 1 系统总体设计框图2.1 数控扫频信号源的电路设计在频率特性测试仪的设计中，扫频信号源的质量具有重要的意义。
无论是模拟式扫频仪，还是虚拟扫频仪，都要求扫频信号的频率能够按一定的模式逐点调节。
为此，本设计中选用直接数字合成(DDS)芯片作为扫频信号源的核心芯片。
由单片机对直接数字合成(DDS)芯片进行控制，构成一个频率和幅度均可控的扫频信号源。
2.1.1 AD7008与单片机的接口电路低8位数据线与单片机的数据总线相连。
频率特性测试仪(扫频仪)
频率特性测试仪（扫频仪）知识一、概述（一）用途扫频仪也叫频率特性测试仪。
利用扫频仪可以快速定性、定量或动态地测量全部有源、无源二端口和四端口网络的传输、反射特性（电压驻波比或阻抗）及测量输出信号电平、通频带、增益、衰减和等效介电常数等多种电气参数。
待测电路包括各种放大器、鉴频器、雷达、滤波器、混频器、调谐器、检波器、双工器、阻抗变换器、频率变换器、短路器等，以及有频率输入响应的各种整机仪器。
（二）分类与特点扫频仪的特点：大大简化了测量操作，提高了工作效率，达到了测量过程的快速、直观、准确、方便的目的。
在无线电通信、广播电视、CATV系统、雷达导航，卫星地球站和航空航天领域内得到了广泛的应用。
按用途可分为：通用扫频仪，专用扫频仪，宽带扫频仪和阻抗扫频仪。
按频率范围可分为：高频扫频仪，中频扫频仪，低频扫频仪和电视扫频仪。
（三）扫频仪国内外现状国内主要生产扫频仪的有：徐州隆宇电子仪器、宁波中策电子、成都天大仪器、南京盛普仪器、苏州同创电子等厂家，以生产高、中、低频段的扫频仪为主。
国内通用扫频仪的频率范围一般有：低频20Hz～2MHz；中频 0.1MHz～50MHz；高频：1MHz～2GHz,另外还有可以调频、调幅，直接数字读出的专用扫频仪。
国外扫频仪多为微波段的网络分析仪，有标量网络分析仪和矢量网络分析仪，主要有美国Agilent公司、Anritsu公司以及ADV公司。
由于国外扫频仪价格昂贵，在国内市场销售量极少，以日本小野公司的SR-200型为例，同类产品大概要高于国内产品的10倍以上的价格。
（四）技术发展趋势● DDS较之前的频率合成技术具有频率转换时间极短、频率分辨率极高、输出相位连续、可编程、全数字化、易于集成等优点，得到越来越广泛的应用；●国内扫频仪的未来发展逐步会向小型化，宽频带化，数字化，智能化，多用性方向发展；●数模结合产品将成为主流产品。
二、基本工作原理扫频仪电路工作原理框图如图1所示，它主要由扫频信号源和显示系统两大部分构成。
频率特性测试仪
频率特性测试仪简介频率特性测试仪是一种广泛应用于电子领域的测试仪器，用于测量电路或设备在不同频率下的响应特性。
它可以帮助工程师和技术人员分析电路的性能，发现问题并进行故障排查。
频率特性测试仪广泛用于电子设备研发、生产制造、电信通信、无线电调试等领域。
工作原理频率特性测试仪通过输入不同频率的信号，测量电路或设备的响应特性。
它主要分为两个部分：信号源和测量设备。
信号源是频率特性测试仪的重要组成部分，它可以产生不同频率、不同幅度的信号。
一般来说，信号源采用稳定的正弦波信号，可以通过控制频率、幅度和相位等参数来模拟实际工作条件下的信号输入。
测量设备用于接收和分析信号源输出的信号。
它包括信号接收电路、滤波器、放大器等组件，可以测量信号在不同频率下的振幅、相位、频率响应等特性，并输出相应的数据。
主要功能频率特性测试仪具有以下主要功能：1.频率范围测量：可以测量的频率范围通常从几赫兹到数百兆赫兹不等，不同型号的测试仪器有不同的测量范围。
2.振幅测量：可以测量信号在不同频率下的振幅变化，帮助分析电路的增益特性或衰减特性。
3.相位测量：可以测量信号在不同频率下的相位差，用于分析电路或设备的相位响应。
4.频率响应测量：可以测量电路或设备在不同频率下的频率响应曲线，揭示其在不同频率下的工作特性。
5.自动测试：一些高级的频率特性测试仪还具有自动测试功能，可以通过设置测试参数和测试条件，自动进行测试并生成测试报告。
应用领域频率特性测试仪在以下应用领域具有广泛的应用：1.电子设备研发：用于测试新开发的电子设备在不同频率下的性能，并进行优化和改进。
2.生产制造：用于生产线上对电子设备进行频率特性测试，确保产品质量和性能稳定。
3.通信领域：用于测试无线电设备、通信设备等在不同频率下的工作特性。
4.无线电调试：用于无线电设备的频率校准、调试和故障排查。
5.特定行业的应用：例如声学领域或其他需要测量频率响应的领域。
总结频率特性测试仪是一种用于测量电路或设备在不同频率下的响应特性的测试仪器。
频率特性测试仪(完整版)讲课教案
频率特性测试仪(完整版)频率特性测试仪摘要：本实验以DDS芯片AD9851为信号发生器，以单片机MSP430F449为核心控制芯片，以FPGA为辅助，加之于外围电路来实现幅频及相频的检测。
系统由6信模块组成：正弦扫频信号模块，待测阻容双T网络模块，整形模块，幅值检测模块，相位检测模块，及显示模块。
先以单片机送给AD9851控制字产生100HZ—100KHZ的扫频信号，经过阻容双T网络检测电路，一路信号通过真有效值AD637JP对有效值进行采集后进入单片机进行幅值转换，另一路信号由整形电路整形后进入FPGA进行相位检测及频率检测，最后由LCD显示输出，最终来完成幅频及相频的简单测试。
关键字：AD9851、 MSP430F449 、FPGA 、阻容双T网络、AD637LM311比较器、液晶12864目录一、方案方案论证与选择 (3)1. 扫描信号产生方案 (3)1.1 数字直接频率合成技术(DDFS) (3)1.2 程控锁相环频率合成 (3)1.3 数字频率发生器（DDS）AD9851产生 (4)2．相位检测方案 (4)2.1 A/D采样查找最值法 (4)2.2 FPGA鉴相法 (5)3. 幅值检测方案 (6)3.1 峰值检波法 (6)3.2 真有效值芯片AD637检测法 (7)二、系统总体设计文案及实现方框图 (8)三、双T网络的原理分析及计算 (9)1、双T网络的原理 (9)2、双T网络的设计 (11)四、主要功能模块电路设计 (12)1、 AD9851正弦信号发生器 (12)2、减法电路及射极跟随器 (13)3 整形电路 (14)4 真有效值检测 (14)五、系统软件设计 (15)六、测试数据与分析 (16)七、总结分析与结论 (18)参考文献： (19)附录： (19)一、方案方案论证与选择1. 扫描信号产生方案1.1 数字直接频率合成技术(DDFS)方案一：采用数字直接频率合成技术(DDFS)。
电子测量技术 第三版 第7章 扫频仪晶体特性图示仪和数字集成电路测试仪
❖ 1．扫描信号发生器
❖ 扫描信号发生器产生扫频信号发生器所需的调制信 号和示波管的水平通道（X轴）扫描信号。
❖ 2．扫频信号发生器
❖ 扫频信号发生器是扫频仪的核心，它产生高频正弦 扫频信号，并由扫描信号发生器产生的调制信号进 行调频。在不同频率场合下采用的扫频电路原理不 同，如较低频率时可采用磁调制扫频，频率较高时 常使用变容二极管，在微波及更高频率领域则常采 用钇铁石榴石，即YIG振荡器等。
❖ 磁调制扫频，利用铁磁材料特性实现扫频， 不同材料所产生的频偏也是不同的。磁调制 扫频电路能获得较大的扫频宽度和较小的寄 生调幅，而且电路简单。因此，得到了广泛 应用，国产的BT-3型扫频仪是利用磁调制扫 频原理制成的扫频仪。
❖ 一个带磁芯的电感线圈，其电感量Lc与该磁
芯的有效导磁系数 c之间的关系为
图7—6 菱形频标
❖ 4.检波器 一般采用峰值检波，将代表被测电路幅频特
性的包络信号检出。 ❖ 5.放大器
主要用于将检波器检出的包络信号进行放大 。
❖ 6.示波器
❖ 用于显示频率特性曲线，常用的显示方法有光点扫 描式和光栅增辉式。光点扫描式原理与模拟电子示 波器相同，即用Y轴上加载的包络信号与X轴上加载 的扫描电压共同决定光点位置。此方法的缺点是大 偏转角度需用偏转电流驱动偏转线圈，因此不适合 大屏显示。BT-3型扫频仪采用的是光点扫描式。光 栅增辉式与电视机显示原理类似，是利用光栅特性 在不需显示时构成暗光栅，将需要显示的部分以增 辉信号进行加亮。这种方式显示信息丰富且可以大 屏显示。
❖ 4．调频非线性
❖ 调频非线性是指在屏幕显示平面内产生的频 率线性误差，表现为扫描信号的频率分布不 均匀。
❖ 5．中心频率 ❖ 中心频率是位于显示频谱宽度中心的频率。
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图7.13 扫频信号的非线性
• ①测量时，输出电缆和检波探头的接地线 应尽量短，切忌在检波头上加接导线；被 测网络要注意屏蔽，否则易引起测量误差。
• ②当被测网络输出端带有直流电位时，Y轴 输入应选用AC耦合方式；当被测网络输入 端带有直流电位时，应在扫频输出电缆上 串接容量较小的隔直电容。
• ③正确选择探头和电缆。BT-３测试仪附有 四种探头及电缆：
• A.输入探头(检波头)：适于被测网络输出信 号未经过检波电路时与Ｙ轴输入相连。
• B.输入电缆：适于被测网络输出信号已经过 检波电路时与Ｙ轴输入相连。
• C.开路头：适于被测网络输入端具有75 Ω特 性阻抗时，将扫频信号输出端与被测网络 输入相连。
• 输出衰减开关 • 扫频电压输出插座 • 频标选择开关 • 频标幅度旋钮 • 频率偏移旋钮 • 外接频标输入接线柱
• 7.3.4 使用方法及注意事项 • (1)仪器使用前的性能检查 • 1)检查显示系统 • 2)检查内频标 • 3)零频标的识别方法 • 4)检查扫频信号寄生调幅系数
• 5)检查扫频信号非线性系数
图7.14 测量幅频特性连接图
图7.15 放大器的频率特性曲线
• D.输出探头(匹配头)：适于被测网络输入端 为高阻抗时，用此匹配头(探头内对地接有 匹配电阻)，将扫频信号输出端与被测网络 输入相连。
• (3)使用方法 • 7.3.5 测量举例 • (1)调整方法 • (2)连接测试电路 • (3)增益测试方法 • 该放大器的带宽为：
• 7.4 BT-３频率特性测试仪常见故障与维修
图7.10 针形频标产生原理框图
• 7.3 BT-3频率特性测试仪
• 7.3.1 主要技术性能
• ①中心频率：中心频率为1～300 MHz，分3 个波段。
• Ⅰ波段：1～75 MHz；Ⅱ波段：75～150 MHz；Ⅲ波段：150～300 MHz。
• ②扫频频偏
• 最小扫频频偏≤±0.5 MHz；
• 最大扫频频偏＞±7.5 MHz。
• ③寄生调幅系数：扫频频偏在±7.5 MHz时 ≤±7.5%。
• ④调频非线性系数:扫频频偏在±7.5 MHz时 ≤20%。
• ⑤频率标记:菱形，分为1 MHz、10 MHz和 外接三种。
• ⑥扫频信号输出阻抗：75(1±20%)Ω • ⑦扫频信号输出步进衰减 • 粗衰减：0、10、20、30、40、50、60(dB)； • 细衰减：0、2、3、4、6、8、10(dB)。
• ⑧检波探头 输入电容≤5 pF(最大允许直流 电压300 V)。
• 7.3.2 仪器面版图 • 7.3.3 面板上控制装置及旋钮的作用 • ①电源、灰度旋钮 • ②聚焦旋钮 • ③坐标亮度旋钮
图7.11 BT-3面板图
• ④Ｙ轴坐标旋钮 • ⑤Ｙ轴衰减旋钮 • ⑥Ｙ轴增益旋钮 • ⑦影像极向开关 • ⑧输入插座 • ⑨波段开关 • ⑩中心频率度盘
图7.3 扫频仪原理框图
图7.4 扫频仪工作原理波形图
图7.5 变容二极管扫频振荡器原理图
• 结电容可表示为
• 2)磁调制扫频 • (3)稳幅电路 • (4)输出衰减器 • (5)频标电路
图7.6 磁调制扫频原理图
图7.7 差频法产生频标的原理图
图7.8 频标的形成过程
图7.9 荧光屏上的频标
第7章 频率特性测试仪
• 7.1 概述 • 7.1.1 引言 • 对信号的研究既可以从时域进行分析，也
可以从频域进行分析，它们从本质上是共 通的。
图7.1 时域与频域的关系
• 7.1.2 频率特性测试仪的分类和用途 • (1)按频率范围分类 • (2)按所处理信号的形式分类 • 7.2 频率特性测试仪基本工作原理 • 7.2.1 频率特性的测量方法 • (1)点频测量法 • (2)扫频测量法 • 扫频测量与点频测量相比，有如下优点：