频率特性分析仪

项目6 频率特性分析仪 ..............................................................................................................1

6.1 项目任务 .......................................................................................................................1

6。1。1 知识点 .............................................................................................................1

6。1.2 技能点 ...............................................................................................................1

6。2 项目知识 .....................................................................................................................1

6.2。1 扫频仪概述 .......................................................................................................1

6.2.2 扫频仪基本原理 .................................................................................................2

6.2。3 主要技术指标 ...................................................................................................5

6.3 项目实施 .......................................................................................................................7

6.3.1 BT—3C型频率特性测试仪简介.........................................................................7

6。3。2 操作实例 ....................................................................................................... 11

6。3.3使用注意事项 ..................................................................................................20

1 项目6 频率特性分析仪

6.1 项目任务

6.1。1 知识点

1。 频率特性分析仪(简称扫频仪）的类型、基本结构与用途。

2. 扫频仪的主要性能指标.

3. 扫频仪的面板结构，并绘出扫频仪的面板示意图.

4。 扫频仪的选择、使用及注意事项.

6.1。2 技能点

使用扫频仪测试电路幅频特性、高频阻抗、电路参数.

6。2 项目知识

6。2。1 扫频仪概述

6.2。1.1 定义

频率特性测试仪简称扫频仪，它将扫频信号源及示波器的X－Y显示功能结合为一体，利用示波管直接显示被测二端网络频率特性曲线，是描绘表征网络传递函数的仪器，用于测量网络的幅频特性.扫频仪与示波器的区别在于它能够自身提供测试所需的信号源，并将测试结果以曲线形式显示在荧光屏上.

2 在电子测量中，经常遇到对网络的阻抗特性和传输特性进行测量的问题，其中传输特性包括增益和衰减特性、幅频特性、相频特性等。扫频仪就是用来测试上述特性的仪器，它为被测网络的调整,校准及故障的排除提供了极大的方便。

扫频仪是测试电视接收机的主要仪器。电视接收机中的高频头、图象中频放大器、视频放大器和伴音放大器、鉴频器等部分，均可很方便地进行调试，边调边看曲线波形,一直调整到最佳的工作状态。

6.2.1.2 分类

常用分类方法如下：

1。 按照工作频带的宽度，可分为宽带扫频仪和窄带扫频仪；

2. 按照工作频率的不同,可分为低频扫频仪、中频扫频仪、高频扫频仪和超高频扫频仪；

3. 按照处理方式的不同，可分为模拟扫频仪和数字扫频仪；

4。 按照用途的不同，可分为音频扫频仪和视频扫频仪等。

6.2。2 扫频仪基本原理

6。2.2.1 频率特性测量方法

频率特性测量的方法主要包括点频测量法和扫频测量法.

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静态特性曲线。该方法缺点：繁琐、费时、不直观、测量误差大。

扫频测量法即动态测量法，扫描信号源一方面为示波器提供扫描信号;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,输送给被测电路,被测电路的输出信号显示为幅频动态特性曲线.扫频法测量简单迅速，可实现频率特性测量的自动化或半自动化。由于扫频频率变化时连续的，所以不会漏掉被测特性的某些细节。扫频法测量网络可边测量边调试,提高工作效率。

3 6。2。2.2 扫频仪的组成与原理

扫频仪是根据扫频测量法原理设计的，由扫频信号发生器和示波器组合而成。扫频仪利用扫频信号来检测电路的频率特性,并在其频率范围内按一定规律不断变化输出频率的信号。用扫频信号检测电路故障时,可通过屏幕显示出电路的频率特性曲线,方便地对电路进行检测.

如图6-1所示,扫频仪包括扫频信号发生器、频标信号发生器、扫描信号发生器、示波器、电源电路及配有检波器的探头和同轴电缆等组成部分,其中,扫频信号发生器是扫频仪的核心部分。

1. 扫描信号发生器

扫频信号是专门用来检测电路的频率特性，并在其频率范围内按一定规律不断变化其输出频率的信号.扫描信号是在扫描电压的控制下产生的。扫频信号发生器在扫描正程电压的作用下，产生随着扫描信号幅度变化频率而发生变化的等幅波调频信号。

（1） 扫频信号的频率范围

扫频信号的频率范围必须与被测电路的工作频率一致。在扫描电压的逆程，电路采取措施使扫描电压发生器向扫频信号发生器输出负脉冲，使扫频信号发生器无输出信号。逆程期屏幕上显示的是零基线。

（2）X轴放大器

为了得到足够的扫描电压的幅度，使荧光屏上的水平扫描有足够的宽度.

u2 被测网络 检波探头 Y轴放大器

晶振

混频器 频标信号

形成电路

扫频信号

发生器 扫描电压

发生器 X轴放大器 u3 u4 u5

u1 u1 去Y轴偏转板

去X轴偏转板 示波管

图6-1 扫频仪原理框图

4 （3)Y轴放大电路

用于放大检波探头输出的待测电路幅频特性响应的信号.

（4）扫描电压发生器

X轴电压发生器的任务是产生锯齿波电压.

锯齿波信号一般由50Hz市电经降压、限幅、整形之后获得。

扫描电压发生器的作用是使扫描的图形在X方向展开.

2。 探头

扫频仪随机带有两条输出电缆（即两个输出探头）和两条输入电缆（即两个输入探头）,输出探头有开路探头和匹配探头，输入探头有检波探头和非检波探头。

要根据被测电路的输入阻抗和电路的功能选择探头。

被测电路的输入阻抗为75Ω时，用开路探头，否则用匹配探头；

被测电路本身若有检波级时，用非检波探头，否则用检波探头.

3. 被测电路

被测电路是扫频仪所要测试的对象，不属于扫频仪的组成部分。扫描仪工作波形如图6—2所示。

扫频信号加至被测电路，检波探头(如果被测电路具备检波功能的,用非检波探头，幅频特性响应的信号直接送Y轴电路。）对被测电路的输出信号进行峰值检波，并将检波所

u1

u2

u3

u4

u5 t

t

t

t

t

图6-2 扫描仪工作波形

5 得信号送往示波器Y轴电路，该信号的幅度变化正好反映了被测电路的幅频特性，因而在屏幕上能直接观察到被测电路的幅频特性曲线.

4。 频标电路

所谓频标是出现在幅频特性曲线上的频率标记.扫频仪频标的作用：

（1）可利用频标来选择扫频信号的频率范围；

（2）用频标来对曲线进行分析;

（3)频标对高度电路起指示作用.若通过对分析发现曲线不符合设计要求,则说明电路没调好，此时需借助频标在曲线上的位置指示,对电路进行调整，直到曲线符合设计要求为止.

频率标记应有几种，必要时可外接频标。

为了标出X轴所代表的频率值，需另加频标信号。该信号是由作为频率标准的晶振信号与扫频信号混频而得到的，产生间隔为1MHz或10MHz的频标信号。

6.2。3 主要技术指标

1。 有效扫描宽度和中心频率

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

maxminfff

晶体振荡器

1MHz

10MHz 谐波发生器 混频器 带通滤波器 垂直放大器

扫描信号

发生器 至垂直偏转板 fL

NfL （fmin –fmax ）-NfL

fmin-fmax

图6-3 频标产生电路

6 式中,f为有效扫频宽度；maxf为扫频最高频率；minf为扫频最低频率。

扫频信号中心频率0f定义为 0maxmin()/2fff

相对扫频宽度定义为有效扫频宽度与中心频率之比,即

maxmin0maxmin2ffffff

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扫频信号称为宽带扫频。

BT—3C扫频仪的中心频率在1MHz~300MHz内可以连续调节，分三个波段实现；有效扫频宽度在±0。5MHz～±7。5MHz可连续调节。

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，扫描线性越好。

检查扫频线性好坏通常将频偏（频率范围）调到最大(15MHz)，测出最低、最高频率与中心频率的距离A和B,那么扫频线性误差r为

100%ABrAB

一般要求r不大于10％。

BT-3C扫频仪的扫频线性度在频偏±7.5MHz时，应大于20%。

3。 振幅平稳性

所谓振幅稳定性，就是指在幅频特性测试中，扫频仪输出的扫频信号的幅度的变化情况。

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系数M来表示，寄生调幅系数越小,振幅平稳性越好。

寄生调幅系数的检查,调节扫频宽度，在有效面积内，使扫频宽度为15MHz，旋转中心频率旋钮找一扫频线落差最大的地方,把最高点和最低点的高度分别记A、B，那么M为