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扫频信号发生器及扫频仪 1．频域和时域的关系 通常一个过程或信号可以表示为时间t的函数f(t)，示波器常用来观测信号电压随时间的变化，是典型的时域分析仪器。 过程或信号还可以表示为频率f 或角频率的函数s(ω)， 频率特性测试仪、频谱分析仪都是以频率为自变量，以各频率分量的信号值为因变量进行分析的仪器。 任何一个过程或信号，既可在时域进行分析来获取其各种特性，也可以在频域进行，如下图所示 2．常用频域测试仪器 （1）频率特性测试仪 （2）频谱分析仪 扫频仪概述 频率特性测试仪简称扫频仪，是一种根据扫频测量法原理组成的分析电路频率特性的电子测量仪器，它的横坐标为频率轴、纵坐标为电平值，显示的图形上叠加有频率标志。 一、频率特性的基本测量方法 1．点频测试法 保持输入正弦信号大小不变，逐点改变输入信号的频率，测量相应的输出电压值。 所得频率特性是静态的，无法反映信号的连续变化； 测量频点的选择对测量结果有很大影响，特别对某些特性曲线的锐变部分以及失常点，可能会因频点选择不当或不足而漏掉这些测量结果。 1）扫频仪的基本结构 其示波管屏幕能直接显示一定频段中的幅频特性曲线。 2．扫频测试法 扫频测试法的扫频频率的变化是连续的。 优点：扫频信号的频率连续变化，扫频测量所得的频率特性是动态频率特性，也不会漏掉细节。 不足：如果输入的扫频信号频率变化速度快于系统输出响应时间，则频率的响应幅度会出现不足，扫频测量所得幅度小于点频测量的幅度；电路中LC元件的惰性会使幅度峰值有所偏差，因此会产生频率偏离。 小结：测量系统动态特性，必须用扫频法；为了得到静态特性，必须选择极慢的扫频速度以得到近似的静态特性曲线，或采用点频法。 扫频仪工作原理 1 组成原理框图 2、多个频标产生的原理 3、频标单元 4．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，则表明电路有寄生振荡，这时应先采取措施消除自激。 （3）测试时，输出电缆与检波头的地线应尽量短，切忌在检波头上加长导线。 3、使用方法 3、主要技术指标 （1）扫频范围：1?300MHz； （2）扫频宽度：100MHz； （3）扫频输出电压：0.5V（3.33mW）； （4）扫频输出阻抗：75?； （5）扫频输出衰减：0~70dB（1dB步进）； （6）频标：50MHz、10/1MHz、外接； （7）垂直灵敏度：20mV/div。 ②带宽的测量 调节粗调和细调衰减器，控制扫频信号的电压幅度，使荧光屏显示出高度合适的频率特性曲线，然后调整Y增益，使曲线顶部与某一水平刻度线AB相切，如图7.11（a）所。此后，Y增益旋钮保持不动，将扫频仪输出衰减细调衰减器减小3dB，此时荧光屏上显示的曲线高出原来的水平刻度线AB，且与AB线有两个交点，两交点处的频率分别为下截止频率fL和上截止频率fH，如图7.11（b）所示，则被测电路的带宽为 式中 f0——回路的谐振频率； fH——下截止频率； fL——上截止频率。 （4）中心频率读取 不同的四端网络除了有不同的频带之外，还有不同的中心频率，预置中心频率过高，被测曲线会在右面，预置中心频率过低，被测曲线会在左面。 调节中心频率旋钮，使得中心频率在屏幕中央，就可以对称地观察被测曲线。 被测电路 扫频仪 输 出 输 入 检波 探头 图电路幅频特性的测试连线图 5．频率特性仪连接实例 （1）电路幅频特性的测试 “输出 衰减” （1）定标：扫频仪的“Y输入”和“扫频输出”短路；“输出衰减”为0dB；调“Y增益”使横线高度为5格(100%)。 f t f V f V ① ① ① 检波探头 示波管 扫频发生器 Y轴主放大器 0dB 1dB 2dB 3dB 4dB 10dB 20dB 30dB “扫频输出” “Y输入” ?1 ?10 ?100 X轴主放大器 “Y衰减” 频标发生器 ① ② ② （2）插入调谐放大器。 f t f V f V ① ① ① 检波探头 示波管 扫频发生器 Y轴主放大器 0dB 1dB 2dB 3dB 4dB 10dB 20dB 30dB