扫频仪

一、频率特性测量法•频率特性测试仪（简称扫频仪）是一种能在示波管屏幕上直接观察各种电路频率特性曲线的频域测量仪器。还可以测算出被测电路频带宽度、品质因数、电压增益、输入输出阻抗及传输线特性阻抗等参数。•被测电路的频率特性曲线，即幅频特性曲线。•测量方法分为点频测量法（静态测量法）扫频测量法（动态测量法）频率特性测试仪测量方法•点频法：输入不同频率的等幅波，用电压表测出一系列放大倍数K，描绘出K～f曲线。麻烦、工作量大、误差大。•扫频法：首先需要扫频信号u(幅度恒定，频率随某种规律连续变化)然后用带检波头的示波器测出输出电压。幅频特性的扫频测量原理框图u1u1u2u3u4扫频测量法具有以下优点：（1）可实现网络频率特性的自动或半自动测量，特别是在进行电路测试时，人们可以一面调节电路中的有关元件，一面观察荧光屏上频率特性曲线的变化，随时判明元件变化对幅频特性产生的影响，迅速调整，查找电路的故障。（2）由于扫频信号的频率是连续变化的，因此，所得到的被测网络的频率特性曲线也是连续的，不会出现由于点频法中频率点离散而遗漏细节的问题，且能够观察到电路存在的各种冲激变化，如脉冲干扰等，更符合被测电路的应用实际。（3）扫频测量法测量简单、速度快，可实现频率特性测量的自动化，已成为一种广泛使用的方法。•1）扫频仪可分为通用扫频仪、专用扫频仪、宽带扫频仪、阻抗图示仪、微波综合测2）扫频仪可分为低频扫频仪、高频扫频仪、电视扫频仪等。二、扫频仪工作原理对扫频信号发生器的基本要求是：（1）中心频率范围大且可以连续调节。（2）扫频宽度要宽且可任意调节，常用频偏进行描述。（3）寄生调幅要小。（4）扫描线性度好。扫频仪组成：在示波器X–Y方式基础上，增加扫描信号源、扫频信号源、检波探头。扫频仪的简要原理框图扫频特性曲线扫频特性分析•扫频信号源，即频率受控振荡器，在扫描信号控制下产生扫频信号。•扫描信号源产生扫描信号u1、u2u1——扫描信号源产生的扫描信号，即示波器的水平扫描锯齿波信号。u2——扫频信号源的停振控制信号，即扫频信号源的频率控制信号。u3——幅度恒定，频率随某种规律连续变化的扫频信号。扫频范围：(f1～f2),中心频率f0u4——经被测电路（如：调谐放大器）后的调幅调频波。u5——经检波探头（检波器）后获得的包络信号。扫频特性分析通过数学换算，该包络信号与时间（u5~t）之间的关系即可反映出放大器放大倍数与频率（K~f）之间的关系。这种测量方法称为扫频测量法，测出的是动态频率特性。三、产生扫频信号的方法•磁饱和电抗管扫频（电流控制磁调制扫频）•变容二极管扫频。（压控变容扫频）变容二极管扫频振荡器原理VD1VD2C1R1R2R3V1L1L2L3电路组成：V1组成电容三点式振荡器；VD1、VD2为变容二极管，VD1、VD2与L1、L2及V1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、VD2的两端。当调制电压随时间作周期性变化时，VD1、VD2结电容的容量也随之变化，结果使振荡器产生扫频信号。变容二极管扫频振荡器电路简单、频偏宽，功率消耗少，应用比较广泛。四、技术指标（一）有效扫频宽度和中心频率有效扫频宽度minmaxfff2minmax0fffminmaxminmax02ffffff相对扫频宽度扫频信号中心频率2）扫频线性表示扫频信号频率与扫描电压之间线性相关的程度，常用扫频线性系数来表示，3）在幅频特性测量中，必须保证扫频信号的幅度保持不变。扫频信号的幅度不平坦性常用它的寄生调幅来表示，定义为式中，A、B。minmax)/()/(dudfdudfk%100BABAmBT3C/BT3C-A型-VHF频率特性测试仪使用操作指南一、BT3C/BT3C-A型-VHF频率特性测试仪组成1、上半部分为显示器部分，主要包括示波管．XY偏转放大器。2、下半部分为扫频信号发生器，为插盒形式。二、BT3C/BT3C-A型-VHF频率特性测试仪简介扫频仪外型三、操作部分的说明1、电源/辉度2、聚焦3、Y位移4、Y增幅5、输入扫频调节：中心频率；扫频宽度频标调节：1：10和50；频标幅度扫频输出四、扫频仪的应用1）电路幅频特性的测量连接扫频仪与被测电路，并根据被测电路的工作频率及测试条件，调节扫频仪面板上有关开关旋钮，如“中心频率”、“输出衰减”等获得幅频特性曲线。BT–3C型扫频仪的输出特性阻抗为75Ω，如被测电路输入阻抗也为75Ω，可用同轴电缆将扫频信号输出端连到被测电路输入端。否则，应加阻抗匹配电路。检波探头被测电路扫频仪输出输入幅频特性的测量频标低通滤波器频标高通滤波器频标带通滤波器频标带阻滤波器典型滤波器的频率特性测量曲线2）(1)增益的测量。调节好幅频特性后，用粗、细调衰减器控制扫频信号电压幅度，使其符合电路要求的输入信号幅度，注意衰减器的总衰减量应不大于放大器设计的总增益。若显示器的幅频高度为H，输出衰减为B1(dB)，将检波探头与扫频输出端短接，改变“输出衰减”，使幅频高度仍为H，此时输出衰减的读数若为B2(dB)，则该放大器增益为：A=(B2–B1)(dB)注意，在得到衰减量B1读数后，应保持扫频仪的“Y轴增益”旋钮位置不变；否则，测量结果不准确。(2)带宽的测量。测量带宽时，先调节扫频仪输出衰减和调整Y增益，使频率特性曲线的顶部与屏幕上某一水平刻度线相切（如图中与AB线相切）ABABfLfH(a)(b)图扫频仪测量带宽(3)回路Q值的测量。测量时电路连接和测量方法与测回路带宽相同，在用外接频标测出回路的谐振频率f0以及上、下截止频率fH和fL后，按下面的公式即可计算出回路的Q值。LHfffBWfQ002）高频阻抗的测量(1)输入阻抗和输出阻抗的测量Y轴输入扫频输出RP1RP2被测网络图5.11测量输入、输出电阻的连接示意图AA/2（b）（a）先将RP1短路、RP2断开，调节有关开关旋钮，使显示幅频特性曲线高度为A格。撤去RP1上的短路线，调节RP1直至显示曲线高度为A/2格，则RP1的电阻即为被测电路的输入电阻。将RP1重新短路，使曲线高度仍为A格，接通RP2并调节其值直至曲线高度为A/2格，则RP2的电阻值即为被测电路的输出阻抗。2.传输线特性阻抗的测量调节可变电阻RP直至显示波形为一平坦直线，此时RP的电阻值即为传输线的特性阻抗。Y轴输入扫频输出RP被测传输线图5.12测量传输线特性阻抗的连接示意图使用注意事项①扫频仪与被测电路连接时，必须考虑阻抗匹配问题．②在显示幅频特性曲线时，如发现图形有异常曲折，则表明被测电路有寄生振荡，这时应先采取措施来消除自激，如降低放大器增益，改善接地线③测试时，输出电缆和检波头的地线要尽量短，切忌在检波头上加长导线