电子测量技术与仪器教学课件作者王川第5章扫频测量仪.ppt

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1、电子测量技术与仪器主编：王川2／420全书目　录第1章　电子测量与仪器的基础知识第2章　测量用信号发生器第3章　电子电压表第4章电子示波器第5章　扫频测量仪第6章　电子计数器第7章　电子元器件参数测量第8章　智能仪器技术3／420第5章扫频测量仪本章要点幅频特性曲线的显示原理扫频仪的组成，控制键的作用与调节原理BT3C扫频仪的使用数字频率特性测试仪的原理与使用频谱仪的组成原理及应用。4／420第5章扫频测量仪5.1频率特性的测量5.2频率特性测试仪组成与控制键5.3扫频仪的使用5.4数字频率特性测试仪5.5频谱仪的使用原理返回5／420第5章扫频测量仪5.1频率特性的测量频率特性测试仪是利用示

2、波管直接图示被测电路幅频特性曲线的仪器。它采用扫频信号作测试信号，是一种扫频测量仪。故又称之为扫频仪。6／420第5章扫频测量仪5.1.1静态幅频特性曲线及其测量1.频率响应和基本测量问题在正弦信号的激励下，若输出响应是具有与输入相同频率的正弦波，只是幅值和相位可能有所差别，这样的系统称为线性系统（或称线性网络）。常见的各种放大电路和四端网络都可看作线性网络，例如接收机中的高频放大器和中频放大器，宽带放大器，以及滤波器，衰减器等。一个放大电路（或四端网络）对正弦输入的稳态响应称为频率响应，也称频率特性。频率特性包括幅频特性和相频特性。放大器的放大倍数（增益）随频率的变化规律，称为幅频特性；放大

3、器的相移随频率的变化规律，称为相频特性。研究电路的频率响应，需要进行幅频特性和相频特性测量。7／420第5章扫频测量仪2.测试信号与曲线图的获得方法幅频特性有两种测量方法：经典测量方法是正弦波点频法；目前常用测量方法是正弦波扫频法。点频法与扫频法的主要区别有二：其一测试信号不同；测试信号是被测电路的输入信号。点频法的测试信号是点频信号，即单一频率的正弦波信号。因输入信号频率不变，故输出信号的幅度是被测电路对该输入频率的静态响应。为得到被测电路的幅频特性，需要分别输入多个点频信号。扫频法的测试信号是扫频信号，即是频率连续变化的正弦波信号。由于输入信号频率是变化的，所以输出信号的幅度变化，是被测电

4、路对输入频率的动态响应。其二频率特性曲线的获得方法不同。幅频曲线是在直角坐标系中画出的增益与频率的函数关系的曲线。8／420第5章扫频测量仪3.幅频曲线的点频测量法点频法的测量步骤：（1）按图5-1（a）连接测试线路；（2）由信号发生器输出一个点频信号，从频率低端开始，按一定的频率间隔改变信号频率f（但保持Ui不变），加至被测电路的输入端。（3）由电子电压表逐一读出Uo，记录Uo，f对值。（4）将测得的每一对Uo，f值，在坐标纸上标出一个对应的点，再依次将各点连接成平滑的曲线（如图5-1（b）所示）。信号发生器被测电路电子电压表uiuo(a)测试线路fUo(b)幅频曲线监示示波器y1y2123

5、456789图5-1点频法与幅频曲线9／420第5章扫频测量仪5.1.2动态幅频特性的图示方法1.幅频曲线的扫频测量法扫频法的测量原理框图如图5-2（a）；图5-2（b）是其工作波形。扫频法的测量原理：由扫描发生器产生的扫描电压us（图中波形①）一方面送至X放大器，为示波器提供扫描信号；一方面又送至扫频振荡器，控制振荡频率的变化，使其产生等幅的扫频信号ui（图中波形②）。扫频信号经被测电路后，幅度将发生变化。其输出电压uo（图中波形③）的包络，表征被测电路的幅频特性。输出电压经包络检波后，得到代表被测电路的幅频特性的曲线图形信号uq（图中波形④）。图形信号送至Y放大器，然后由示波管直接显示出来

6、。扫频法是将等幅扫频信号加至被测电路的输入端，再用示波管来显示被测电路输出信号幅度的变化。由于测试信号的频率是变化的，因此是一种动态测量法，测试所得曲线能反映电路工作的实际情况。因扫频信号的频率是连续变化的，不存在测试频率的间断点，这就不会漏掉幅频曲线的突变点。再者，扫频信号是自动改变频率，远快于手动改变频率；而曲线又是由示波管直接图示，更是快于人工绘图；故而测试速度快、时间短。10／420第5章扫频测量仪2.动态幅频曲线图的形成在扫频法中，幅频曲线图是由示波管直接显示的。而由示波管的特性知，一般荧光屏上显示的是一个静止的光点或一个运动光点描绘的迹线。是何种图形取决于示波管的X偏转板和Y偏转板

7、上所加信号是直流还是交流。由扫频法的测量原理知，扫描电压被送到示波管的X偏转板，输出电压经检波所得的包络波形被送到示波管的Y偏转板。如第4章电子示波器之4.1.3中所述，因包络波形与扫描电压都是交流信号，故而示波管屏幕上显示一个运动的光点。而光点运动的迹线，是两个信号电压（包络波形与扫描电压）的函数曲线图。11／420第5章扫频测量仪扫描电压us扫频信号ui输出电压uo图形信号uq扫描发生器扫频振