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頻域測量與儀器ppt課件-展示頁

2025-01-26 10:46本頁面
  

【正文】 檢波探頭 頻標(biāo) 混頻 低通濾波 Y 放 大 器 (b) (a) 圖 55 菱形頻標(biāo)產(chǎn)生原理 fS fS fS fS fS fS5 fS1 fS2 fS3 fS4 fS5 fS1 fS2 fS3 fS4 fS5 頻域測量與儀器 第 5 章 11 菱形頻標(biāo)是由低通濾波器對差頻信號的選擇性而形成的,其選擇性不可能無限高,故菱形頻標(biāo)總要占有一定的寬度,只有在特性曲線上占有的寬度相對較窄時,才能形成相對很細的可分辨的頻標(biāo),否則頻標(biāo)相互靠近、連接、甚至局部疊加,難以確定頻率值。同理,在 f=fs f=fs3…… 處也形成菱形頻標(biāo)。掃頻信號與諧波信號源輸出信號經(jīng)混頻器混頻后,再經(jīng)低通濾波輸出差頻信號,由此得到一系列零差點。 L1 L2 R1 R2 C1 VD1 VD2 L3 R3 VT1 +EC 調(diào)制信號 掃頻信號 圖 變?nèi)荻O管掃頻振蕩器原理圖 頻域測量與儀器 第 5 章 9 1. 菱形頻標(biāo) 圖 (a)為菱形頻標(biāo)產(chǎn)生原理圖,它對掃頻信號與標(biāo)準(zhǔn)信號的基波、諧波進行混頻而得到“零差頻”的菱形頻標(biāo),如圖(b)所示。調(diào)制信號經(jīng) L3 頻域測量與儀器 第 5 章 8 同時加至變?nèi)莨?VD VD2的兩端,當(dāng)調(diào)制電壓隨時間作周期性變化時, VD VD2結(jié)電容的容量也隨之變化,從而使振蕩器產(chǎn)生掃頻信號。 產(chǎn)生掃頻信號的方法 產(chǎn)生掃頻信號的方法很多,比較常用的是變?nèi)荻O管掃頻。 檢波探頭用于解調(diào)出經(jīng)過被測電路的掃頻信號的振幅(包絡(luò))變化情況,得到被測電路的幅頻特性曲線。 當(dāng)掃頻信號 u3為鋸齒波電壓時,由于正程掃描速度慢,回程掃描速度快,使得掃描正程、掃描回程得到的波形不重合而無法觀測,如圖 (a)所示。 掃頻信號源,即頻率受控振蕩器,在掃描信號 u1控制下產(chǎn)生掃頻信號 u3。 掃頻 信號源 掃描 信號源 示波器 被測電路 峰值檢波探頭 u1 u2 u3 u1 u4 X Y 圖 幅頻特性的掃頻測量原理框圖 頻域測量與儀器 第 5 章 5 掃頻儀工作原理 由上述分析可見,掃頻儀實質(zhì)上是掃頻信號源與示波器XY方式的結(jié)合。被測電路的輸出信號 u3經(jīng)峰值檢波探頭檢出幅頻特性曲線 u4,并最終顯示出幅頻特性曲線來。 ② 掃頻測量法即動態(tài)測量法,其原理框圖如圖 。 ① 點頻測量法即靜態(tài)測量法,由人工逐次改變輸入正弦信號的頻率,逐點記錄對應(yīng)頻率的輸出信號幅度而得到幅頻特性 頻域測量與儀器 第 5 章 4 曲線。掃頻儀與示波器的區(qū)別在于前者能夠自身提供測試時所需要的信號源,并將測試結(jié)果以曲線形式顯示在熒光屏上。 本章要點: 掃頻儀、頻譜儀的組成原理與性能指標(biāo)及應(yīng)用。頻域測量與儀器 第 5 章 1 第 5章 頻域測量與儀器 頻率特性測試儀工作原理 AH1254B型寬頻帶掃頻儀 頻譜儀 本章小結(jié) 頻域測量與儀器 第 5 章 2 第 5章 頻域測量與儀器 學(xué)習(xí)參考: 頻域測量儀器包括掃頻儀、頻譜儀等儀器,主要用于測量頻率特性曲線、頻譜特性曲線,也是常用測試儀器之一。要求通過學(xué)習(xí)掌握儀器的基本組成與原理、了解它們的使用。 頻域測量與儀器 第 5 章 3 頻率特性測試儀工作原理 頻率特性測量法 頻率特性測試儀簡稱為掃頻儀,是一種能在示波器熒光屏上直接觀測到各種電路頻率特性曲線等的頻域測量儀器,由此可以測算出被測電路頻帶寬度、品質(zhì)因數(shù)、電壓增益、輸入輸出阻抗及傳輸線特性阻抗等參數(shù)。 被測電路的頻率特性曲線即幅頻特性曲線,測量方法包括點頻測量法和掃頻測量法。該方法繁瑣、費時、不直觀、測量誤差大。掃描信號源一方面為示波器提供掃描信號 u1;另一方面又控制掃頻信號源的振蕩頻率,使其產(chǎn)生從低頻到高頻的周期性重復(fù)變化的等幅正弦波 u2輸送給被測電路, u2稱為掃頻信號。 由于掃頻信號是連續(xù) 變化的,故掃頻測量法無 測試頻率的斷點,該方法 操作方便直觀。其組成框圖及工作波形如圖 。 掃描信號源產(chǎn)生的掃描信號 u掃頻起??刂菩盘?u2分別是掃頻信號源的頻率控制信號及停振控制信號, u1還是示波器的水平掃描信號。當(dāng)掃頻信號 u3為正弦波電壓號 頻域測量與儀器 第 5 章 6 X放大器 掃描信號源 掃頻信號源 被測電路 檢波探頭 Y放大器 頻標(biāo)信號 形成電路 混頻器 晶振 u2 u1 u1 u3 u4 u5 t t t t t u1 u2 u3 u4 u5 (b) (a) 圖 掃頻儀組成框圖及工作波形 正程 回程 u(f) f u(f) f (a) (b) 圖 掃頻儀掃描正程和掃描逆程的不重合 頻域測量與儀器 第 5 章 7 u3在掃描回程時停振,使顯示出的波形為被測波形和用作水平軸的水平回掃線的組合,如圖 (b)所示。 頻標(biāo)形成電路用于產(chǎn)生進行頻率標(biāo)度的頻標(biāo)信號,以便讀出各點對應(yīng)的頻率值。圖 ,其中 VT1組成電容三點式振蕩器,變?nèi)荻O管 VD VD2與 L L2及 VT1的結(jié)電容組成振蕩回路, C1為隔直電容, L3為高頻扼流圈。 頻標(biāo)產(chǎn)生電路 掃頻儀采用在幅頻特性曲線上疊加頻標(biāo)的方法進行頻率標(biāo)度,包括菱形頻標(biāo)和針形頻標(biāo)兩種,一般由差頻電路產(chǎn)生。設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號頻率為 fs,則諧波信號源輸出信號頻率為基波 fs及各次諧波 fs fs fs fs fs … 。例如在 f=fs1處差頻為零,而 f在 fs1點附近差頻越來越大,由于低通濾波器的選通性,在靠近零差點的幅度最大,兩邊信號幅度迅速衰減,于是在 f=fs1處形成“菱形頻標(biāo)”。菱形頻標(biāo)與幅頻特性曲線疊加便出現(xiàn)圖 (b)所示的圖形,配合標(biāo)準(zhǔn)信號源可讀出頻標(biāo)的頻率值。故菱形頻標(biāo)適于高頻測量。 2. 針形頻標(biāo) 在低頻掃頻儀中常用針形頻標(biāo),其產(chǎn)生方法與菱形頻標(biāo)相似。窄脈沖的寬度可由單穩(wěn)觸發(fā)器調(diào)節(jié)得很窄,所以產(chǎn)生的頻標(biāo)形似細針,稱之為針形頻標(biāo),適用于低頻測量。 技術(shù)指標(biāo) 1. 有效掃頻寬度和中心頻率 有效掃頻寬度是指在掃頻線性和振幅平穩(wěn)性能符合要求的前提下,一次掃頻能達到的最大的頻率覆蓋范圍,即 △ f=fmax- fmin 式中, △ f為有效掃頻寬度; fmax為掃頻最高頻率; fmin為掃頻最低頻率。 通常把 △ f遠小于中心頻率的掃頻信號稱為窄帶掃頻 , △ f和中心頻率可以相比擬的稱為寬帶掃頻 。 3. 振幅平穩(wěn)性 在幅頻特性測試中 , 必須保證掃頻信號的幅度恒定不變 。 AH1254B型寬頻帶掃頻儀 AH1254型寬頻帶掃頻儀是由晶體管及集成電路組成的電子測量儀器 , 其主要特點是:掃頻寬度和中心頻率均可在 1~300MHz內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié);設(shè)置有直流電源輸出 , 以方便對 VHF頻段高頻頭的測試;具有點頻信號輸出 , 可作為一般信號發(fā)生器使用 。 ( 2)掃頻頻偏 △ Fmin≤1MHz, △ Fmax≥300MHz。 ( 4)掃頻信號輸出電壓 不小于 250mV。 頻域測
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