电子测量技术第7章ppt课件.ppt

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1、扫频仪则把调频与扫频技术相结合，显示频率与幅度关系曲线。能对频率特性进行观测的仪器就是扫频仪7.1扫频仪概述扫频仪又称为频率特性测试仪，它是一种在示波管屏幕上直接显示被测放大器幅频特性曲线的图示测量仪器。网络频率特性的测试方法主要由点频测量法和扫频测量法两种。7.1.1频率特性测试原理点频测量法亦称逐点测量法，就是通过逐点测量一系列规定频率点上的网络增益(或衰减)来确定幅频特性曲线的方法。1．点频测量法原理框图如图7—1所示。图7—1点频测量法测量幅频特性曲线原理框图测量时，从被测电路的低频率端开始逐点调高信号发生器的频率，记录相应的输入电压和输出电压。然后以频率f为横坐标，以(或)为

2、纵坐标，就可以在直角坐标系上描绘出所测的幅频特性曲线。2．扫频测量法扫频测量法以扫频信号发生器作为信号源，使信号频率在一定范围内按一定规律作周期性的连续变化，用示波器直接描绘出被测电路的幅频特性曲线。图7—2是扫频测量法原理框图。扫频输出扫频信号发生器示波器被测电路宽带检波图7-2扫频测量法测量幅频特性曲线原理框图1.常用的基本概念7.1.2扫频仪常用的基本概念及分类（1）扫频宽度扫频所覆盖的频率范围内最高频率与最低频率之差。（2）中心频率位于显示频谱宽度中心的频率。（3）频偏调频波中的瞬时频率与中心频率的差。（4）调制非线性指在屏幕显示平面内产生的频率线性误差，表现为扫描信号的频率分

3、布不均匀。2．扫频仪的分类（1）按频率划分低频扫频仪；高频扫频仪；电视高频扫频仪等。（2）按用途划分通用扫频仪；专用扫频仪；宽带扫频仪；微波综合测试仪等。扫频仪由扫频信号发生器、示波器、频标电路、正弦波发生器、输出衰减器和稳幅电路等部分组成。7.1.3扫频仪的组成及原理组成框图如图7—3所示。扫频信号发生器被测电路检波头正弦波发生器示波器XY频标电路图7-3扫频仪的组成框图1．正弦波发生器正弦波发生器产生扫频振荡器所需的调制信号和示波管的扫描信号。2．扫频信号发生器扫频信号发生器实际上是一种调频振荡器，是扫频仪的核心部分，它产生频率按一定规律变化的扫频信号。在扫频仪中应用的调频方式主要

4、有磁调制，变容二极管，宽带扫频等几种。（1）变容二极管扫频振荡器变容二极管扫频是用改变振荡回路中的电容量，以获得扫频的一种方法。（2）磁调制扫频扫频振荡器磁调制扫频是用改变振荡回路中带磁芯的电感线圈的电感量，以获得扫频的一种方法。一个带磁芯的电感线圈，其电感量Lc与该磁芯的有效导磁系数之间的关系为其中L是空芯线圈的变量。当随调制电压的变化而变化时，Lc也将随之变化。。cLc＝cLc图7－4是磁调制扫频的原理图。图7-4磁调制扫频结构原理图中M为普通磁性材料，m为高导磁率、低损耗的高频铁氧体磁芯，M与m构成闭合磁路。W1为励磁线圈，当其通过调制电流时，将使M中的磁通随之变化，磁芯m的有效

5、导磁系数也发生变化，从而导致磁芯线圈的电感量Lc变化。W2为偏磁线圈，用于在M及m中建立一个直流通。由于直流磁通与m的有效导磁系数有关。调节RP可以改变Lc的大小，因而可以改变扫频振荡器的中心频率f0。ccc有关，因此，调节RP可以改变Lc的大小，因而可以改变扫频振荡器的中心频率f0。频率测量在正常测量时触发误差可不考虑，因此频率测量误差可认为是由量化误差和晶振误差两个因素引起。根据误差的合成公式，可求得测频误差△fx为5.4.2测量频率误差分析误差的计算由于门控信号是由晶振分频得到的，与晶振的频率稳定度直接相关。考虑到门控信号宽度T=kfTs，Ts=1/f，则上式可改写为通常，要求标

6、准频率的准确度比量化误差的影响小一个数量级。因此，晶振频率准确度的影响可以忽略掉，即例若被测信号频率=1MHz，计算当闸门时间T=lms和1s时，由正负1误差产生的测频误差。解：当T=1ms时：同理，当T=1s时：测频时，绝对误差只与量化单位有关，而与被测频率无关。为了减小量化误差，应增加计数时间T。可通过增加晶振的分频系数kf的方法来增大计数时间T。但是，测频的相对误差与被测频率的大小有关,T一定，kf越大时，计数值N越大，误差就越小。对被测信号频率倍频m倍，计数值可增大m倍。因此，要提高测频的准确度，应减小量化单位，并增加被测频率的大小。减小误差的方法结合误差合成公式，可求得测周的

7、误差为当不考虑晶振的影响时，则有当仅考虑计数器本身的测量误差时，如果较低，应采用测周法；较高时，应采用测频法。5.4.3测量周期的误差分析对于同一被测频率，直接利用电子计数器测频功能和测周功能分别测量时，都存在量化误差，而且，当频率较高时宜用测频功能，当频率较低是宜用测周功能。显然，存在着某一个频率，它使测频和测周的误差相等，这个频率就是中界频率，记为fz。在不考虑触发误差的条件下，则有若将测频时的闸门时间扩大n倍，测周时的被测周期扩大m倍，则