频率特性测试仪的应用

合集下载

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

上一页下一页返回
7. 1 扫频仪的工作原理
2.针形频标在低频扫频仪中常用针形频标, 其产生方法与菱形频标相似, 针形频标的
工作原理是:利用菱形差频信号触发单稳触发器, 使之输出一窄脉冲, 窄脉冲经整形后再与幅频特性曲线在Y 放大器中叠加, 最后出现在幅频特性曲线上。窄脉冲的宽度可由单稳触发器调节得很窄, 所以产生的频标形似细针, 称之为针形频标, 适用于低频测量, 例如, BT -4 型低频频率特性测试仪即采用针形频标。
菱形频标是由低通滤波器对差频信号的选择性而形成的, 其选择性不可能无限高, 故菱形频标总要占有一定的宽度, 只有在特性曲线上占有的宽度相对较窄时, 才能形成相对很细的可分辨的频标, 否则频标相互靠近、连接, 甚至局部叠加, 难以确定频率值。故菱形频标适于高频测量。
上一页下一页返回
7. 1 扫频仪的工作原理
上一页下一页返回
7. 1 扫频仪的工作原理
2.扫频信号源扫频信号源即频率受控振荡器, 用于在u1、u2 控制下产生频率随u1 电压
增大而升高的扫频信号u3, 并把u3 输出给被测电路。由于示波管电子束的水平偏移与u1 的大小成正比, 而u1 与u3 的瞬时频率
具有一一对应关系, 故示波器X 轴相应地成为频率坐标轴, 在荧光屏上的每一水平位置从左向右频率线性升高。扫频仪的工作波形如图7 -1 (b) 所示。 3.检波探头由于被测电路的频率特性不同, 被测电路输出信号的幅度会随着频率的升高而产生变化。检波探头用于对该变化进行峰值检波, 并将检波输出信号送往Y 放大器, 该信号的幅度变化反映的是被测电路的幅频特性, 因而在荧光屏上能直接观察到被测电路的幅频特性曲线。
BT -3G 型频率特性测试仪采用差频法产生菱形频标, 为了提高频标的准确度, 采用频率分别为1 MHz 和10 MHz 的晶体振荡器产生菱形频标。
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。
单元7 频率特性测试仪的应用
1 7. 1 扫频仪的工作原理 2 7. 2 扫频仪的主要性能指标
返回
7. 1 扫频仪的工作原理
7.1.1 频率特性测量方法
被测电路的频率特性曲线即幅频特性曲线, 其测量方法包括点频测量法和扫频测量法。
(1) 点频测量法即静态测量法, 由人工逐次改变输入正弦信号的频率, 逐点记录对应频率的输出信号幅度而得到幅频特性曲线。该方法烦琐、费时、不直观、测量误差大。
上一页
返回
7.2 扫频仪的主要性能指标
扫频信号源是扫频仪的主要组成部分, 二者的主要性能指标是一致的, 内容如下。
1.有效扫频宽度和中心频率有效扫频宽度是指在扫频线性和振幅平稳性能符合要求的前提下, 一次
扫频能达到的最大频率覆盖范围, 即
扫频信号中心频率是指扫频信号从低频到高频之间中心位置的频率, 定义式为
上一页下一页返回
7. 1 扫频仪的工作原理
7.1.4 频标产生电路
扫频仪采用在幅频特性曲线上叠加频标的方法进行频率标度, 包括菱形频标和针形频标两种, 一般由差频电路产生。
1.菱形频标图7 -4 (a) 所示为菱形频标产生原理图, 它对扫频信号与标准信号的基波
、谐波进行混频而得到“零差频”的菱形频标, 如图7 -4 (b) 所示。设标准信号频率为fs, 则谐波信号源输出信号频率为基波fs 及各次谐波fs1、 fs2、fs3、……。扫频信号源与谐波信号源输出的信号经混频器混频后, 再经低通滤波输出差频信号, 由此得到一系列零差频点。
上一页下一页返回
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。
图7 - 3 所示为变容二极管法扫频振荡器原理图, 其中由VT1 等组成电容三点式振荡器, 变容二极管VD1 、VD2 与L1 、L2 及VT1 的结电容组成振荡回路, C1 为隔直电容,L3 为高频扼流圈。调制信号经L3 同时加至变容管VD1 和VD2 的两端, 当调制电压随时间作周期性变化时, VD1 和VD2 结电容的容量也随之变化, 从而使振荡器产生扫频信号。
下一页返回
7.2 扫频仪的主要性能指标
相对扫频宽度定义为有效扫频宽度与中心频率之比, 即
通常把△f 远小于信号中心频率的扫频信号称为窄带扫频, △f 和中心频率可以相比拟的扫频信号称为宽带扫频。
2.扫频线性扫频线性是指扫频信号的瞬时频率和调制电压瞬时值之间的吻合程度。
保持良好的扫频线性, 可以使幅频特性曲线上的频率标尺均匀分布, 便于观察, 否则将产生畸变。
返回
图7 -2 不同情况下扫频仪显示的图形
返回
图7 -3 变容二极管法扫频振荡器原理图
返回
图7 -4 菱形频标产生原理
返回
谢谢观赏
1.扫描信号源扫描信号源用于产生扫描电压u1 和扫频起停控制信号u2。u1 除用于示
波器水平扫描外, 还是扫频信号u3 的频率调制信号。实用扫频仪常用50 Hz 正弦波作u1。
上一页下一页返回
7. 1 扫频仪的工作原理
u2 用于控制扫频信号源在示波器扫描正程时振荡, 以在荧光屏上得到幅频特性曲线;在扫描回程时使扫频信号源停止振荡, 以在荧光屏上得到一条水平基线, 该水平基线正好用作被测频率特性曲线的参考基线(零值线) 以利于观测, 如图7 - 2 (a) 所示。若无扫频起停控制信号u2, 由于变压器磁芯等磁滞材料的磁滞效应, 当u1 由大变小, 即由扫描正程变为回程时, 扫频信号的瞬时振荡频率将不再沿原来的曲线减小, 而是沿新的曲线减小, 故在荧光屏上得到的是完全不重合的两条频率特性曲线, 给观测带来不便, 如图7 - 2 (b)所示。
上一页下一页返回
7. 1 扫频仪的工作原理
4.频标产生电路频标信号形成电路、混频器与晶振等构成频标产生电路, 用于产生进行
频率标度的频标信号, 以便读出各点对应的频率值。 5.Y 放大器 Y 放大器用于对检波输出信号进行放大、处理, 它的输出被送至示波管Y
偏转系统, 使幅频特性曲线得以在荧光屏的垂直方向上显示出来, 其放大量由面板上的Y 增益电位器控制。
(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。
下一页返回
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。
上一页下一页返回
7.2 扫频仪的主要性能指标
3.振幅平稳性在幅频特性曲线测试中, 必须保证扫频信号的幅度保持恒定不变, 被测电
路输出信号的包络才能表征该电路的幅频特性曲线, 否则将导致错误结果。扫频信号的振幅平稳性通常用它的寄生调幅来表示, 寄生调幅越小, 振幅平稳性越好。
上一页
返回
图7 -1 扫频仪的基本组成框图及工作波形
上一页下一页返回
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Fra Baidu bibliotek - 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。