频率特性测试仪的使用

实验七频率特性测试仪的使用一、实验目的1、了解频率特性测试仪的工作原理和结构；2、了解调谐放大器的幅频特性；3、掌握正确设置频率特性测试仪的各项参数；4、掌握频率特性测试仪的实际操作和应用方法；贵州电子信息职业技术学院二、实验设备及器材1、频率特性测试仪（以BT3系列为例）1台2、电缆探头1套3、隔直电容（510pF）、隔离电阻各1只4、电源及附属设备1套5、被测网络（中频放大器）1套6、连接线若干贵州电子信息职业技术学院三、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。贵州电子信息职业技术学院超外差频谱仪实质上是一种具有扫频和窄带宽滤波功能的超外差接收机，与其他超处差接收机原理相似，只是用扫频振荡器作为本机振荡器，中频电路有频带很窄的滤波器，按外差方式选择所需频率分量。这样，当扫频振荡器的频率在一定范围扫动时，与输入信号中的各个频率分量在混频器中产生差频（中频），使输入信号的各个频率分量依次落入窄带滤波器的通带内，被滤波器选出并经检波器加到示波器的垂直偏转系统，即光点的垂直偏转正比于该频率分量的幅值。由于示波器的水平扫描电压就是调制扫频振荡器的调制电压（由扫描发生器产生），所以水平轴已变成频率轴，这时屏幕上将显示出输入信号的频谱图。贵州电子信息职业技术学院2、频率特性测试仪的应用（1）检查示波器部分检查项目有辉度、聚焦、垂直位移和水平宽度等。首先接通电源，预热几分钟，调节“辉度、聚焦、Y轴位移”，使屏幕上显示度适中，细而清晰，可上下移动的扫描基线。（2）扫频频偏的检查：调整频偏旋钮，使最小频偏为±0.5MHz，最大频偏为±7.5MHz。（3）输出扫频信号频率范围的检查：将输出探头与输入探头对接，每一频段都应在屏幕上显示一矩形方框。频率范围一般分三档：0～75MHz、75～50MHz、150～300MHZ，用波段开关切换。贵州电子信息职业技术学院（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。贵州电子信息职业技术学院（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贵州电子信息职业技术学院四、实验预习要求1、复习好《电子测量与仪器》课本中与频域测量和频率特性测试仪有关的章节；2、参照仪器使用说明书，了解实验所用频率特性测试仪的工作特性及使用操作方法；3、详细阅读实验指导书，了解频率特性测试仪操作的关键步骤，作好参数测试记录的准备。贵州电子信息职业技术学院五、实验内容及步骤1、对仪器的主要性能检查，证明仪器工作正常之后，开始进行测量实验。2、调整：开机预热，调节辉度、聚焦，使图像清晰，基线与扫描线重合，频标显示正常，波段选择开关置于“1”位置，中心频率为30MHZ，频带宽度为5MHZ。“扫频电压输出”接带75的匹配电缆，“Y轴输入”接检波器电缆，把以上两根电缆探头直接相连。3、连接测试电路：按图7-1连接电路，输出电缆探头接一个510pF左右的隔直电容后，再接到中频放大器的输入端，引入这个隔直电容，是为了防止影响放大器电路的偏置电压。贵州电子信息职业技术学院图7-1幅频特性测量连接图图7-2放大器的频率特性曲线贵州电子信息职业技术学院4、增益测试：将Y轴衰减置于10档上（相当于衰减20db），调节粗、细输出衰减使因接入放大器而变化的曲线高度仍恢复为H（如5大格），记下输出衰减总分贝数N2（如42db），则该中频放大器的电压增益K为：K（dB）=N1-N2+Y轴衰减分贝数5、带宽测量：调节中频放大器的有关元件，使波形曲线达到技术指标如图7-2所示，利用扫频仪上的频标，可以很方便地确定被测网络的幅频特性曲线的频带宽度。该放大器的带宽为：B=F2-F16、测试结果及误差分析：记录④、⑤实验步骤中的测试数据，填写实验记录表，然后按照公式：K（dB）=N1-N2+Y进行增益计算，本例中参考结论：K=（42-12+20）dB=50dB；进行按照公式B=F2-F1计算，最后进行误差分析。贵州电子信息职业技术学院六、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？贵州电子信息职业技术学院