频域测量与仪器PPT.ppt

第5章;第5章 频域测量与仪器;5.1 频率特性测试仪工作原理 ;曲线。该方法繁琐、费时、不直观、测量误差大。 ②扫频测量法即动态测量法，其原理框图如图5.1所示。扫描信号源一方面为示波器提供扫描信号u1；另一方面又控制扫频信号源的振荡频率，使其产生从低频到高频的周期性重复变化的等幅正弦波u2输送给被测电路，u2称为扫频信号。被测电路的输出信号u3经峰值检波探头检出幅频特性曲线u4，并最终显示出幅频特性曲线来。 由于扫频信号是连续 变化的，故扫频测量法无 测试频率的断点，该方法 操作方便直观。;5.1.2 扫频仪工作原理 由上述分析可见，扫频仪实质上是扫频信号源与示波器X-Y方式的结合。其组成框图及工作波形如图5.2所示。 扫频信号源，即频率受控振荡器，在扫描信号u1控制下产生扫频信号u3。 扫描信号源产生的扫描信号u1、扫频起停控制信号u2分???是扫频信号源的频率控制信号及停振控制信号，u1还是示波器的水平扫描信号。 当扫频信号u3为锯齿波电压时，由于正程扫描速度慢，回程扫描速度快，使得扫描正程、扫描回程得到的波形不重合而无法观测，如图5.3(a)所示。当扫频信号u3为正弦波电压号;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，从而使振荡器产生扫频信号。 5.1.4 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5.5(a)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5.5(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、fs4、fs5、…。扫频信号与谐波信号源输出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点。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=fs3……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5.5(b)所示的图形，配合标准信号源可读出频标的频率值。 ;标准信号源; 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。 BT-3C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1MHz和10MHz的晶体振荡器产生菱形频标。 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。利用菱形差频信号触发单稳触发器，使之输出一个窄脉冲，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。 5.1.5 技术指标 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的频率覆盖范围，即 △f=fmax－fmin 式中，△f为有效扫频宽度；fmax为扫频最高频率；fmin为扫频最低频率。 ; 扫频信号中心频率f0定义为 f0=(fmax+fmin)/2 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远小于信号瞬时频率的扫频信号称为窄带扫频，△f和瞬时频率可以相比拟的称为宽带扫频。 通常把△f远小于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称为宽带扫频。 2. 扫频线性 扫频线性是指扫频信号瞬时频率的变化和调制电压瞬时值;变化之间的吻合程度，吻合程度越高，扫频线性越好。 3. 振幅平稳性 在幅频特性测试中，必须保证扫频信号的幅度恒定不变。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。 5.2 AH1254B型宽频带扫频仪 AH1254型宽频带扫频仪是由晶体管及集成电路组成的电子测量仪器，其主要特点是：扫频宽度和中心频率均可在1～300MHz内连续调节；设置有直流电源输出，以方便对VHF频段高频头的测试；具有点频信号