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1、频率特性测试仪的使用一,实验目的1,了解频率特性测试仪的工作原理和结构;2,了解调谐放大器的幅频特性;3,掌握正确设置频率特性测试仪的各项参数;4,掌握频率特性测试仪的实际操作和应用方法;二,实验设备及器材1,频率特性测试仪(以BT3系列为例) 1台 2,电缆探头 1套3,隔直电容(510pF),隔离电阻 各1只 4,电源及附属设备 1套5,被测网络(中频放大器) 1套6,连接线 若干三,实验原理(说明)1,频率特性测试仪的工作原理频率特性测试仪(简称扫频仪),主要用于测量网络的幅频特性.它是根据扫频法的测量原理设计而成的.简单地说,就是将扫频信号源和示波器的X-Y显示功能结合在一起,用示波管
2、直接显示被测二端网络的频率特性曲线,是描绘网络传递函数的仪器.这是一种快速,简便,实时,动态,多参数,直观的测量仪器,广泛地应用于电子工程等领域.例如,无线电路,有线网络等系统的测试,调整都离不开频率特性测试仪.频率特性测试仪主要由扫频信号发生器,频标电路以及示波器等组成,其组成框图如图6-4中的虚线框内所示.检波探头(扫频仪附件)是扫频仪外部的一个电路部件,用于直接探测被测网络的输出电压,它与示波器的衰减探头外形相似(体积稍大),但电路结构和作用不同,内藏晶体二级管,起包络检波作用.由此可见,扫频仪有一个输出端口和一个输入端口:输出端口输出等幅扫频信号,作为被测网络的输入测试信号;输入端口接
3、收被测网络经检波后的输出信号.可见,在测试时频率特性测试仪与被测网络构成了闭合回路.扫频信号发生器是组成频率特性测试仪的关键部分,它主要由扫描电路,扫频振荡器,稳幅电路和输出衰减器构成.它具有一般正弦信号发生器的工作特性,输出信号的幅度和频率均可调节.此外它还具有扫频工作特性,其扫频范围(即频偏宽度)也可以调节.测量时要求扫频信号的寄生调幅尽可能小.2,频率特性测试仪的应用(1)检查示波器部分检查项目有辉度,聚焦,垂直位移和水平宽度等.首先接通电源,预热几分钟,调节辉度,聚焦,Y轴位移,使屏幕上显示度适中,细而清晰,可上下移动的扫描基线.(2)扫频频偏的检查:调整频偏旋钮,使最小频偏为0.5M
4、Hz,最大频偏为7.5MHz.(3)输出扫频信号频率范围的检查:将输出探头与输入探头对接,每一频段都应在屏幕上显示一矩形方框.频率范围一般分三档:075MHz,7550MHz,150300MHZ,用波段开关切换.(4)检查内,外频标检查内频标时,将频标选择开关置1MHZ或10MHZ内频标,在扫描基线上可出现1MHZ或10MHZ的菱形频标,调节频标幅度旋钮,菱形频标幅度发生变化,使用时频标幅度应适中,调节频偏旋钮,可改变各频标间的相对位置.若由外频标插孔送入标准频率信号,在示波器上应显示出该频率的频标.(5)零频标的识别方法频标选择放在外接位置,中心频率旋钮旋至起始位置,适当旋转时,在扫描基线上
5、会出现一只频标,这就是零频标.零频标比较特别,将频标幅度旋钮调至最小仍出现.(6)检查扫频信号寄生调幅系数用输出探头和输入探头分别将扫频信号输出和Y轴输入相连,将输出衰减的粗细衰减旋钮均置0Db,选择内频标(如1MHZ),在屏幕上会出现一个以基线为零电平的矩形图形,调整中心频率度盘,扫频信号和频标信号都会移动,调节显示部分各旋钮,使图形便于观测,记下最大值A,最小值B,则扫频信号寄生调幅系数为M=(A-B)/(A+B)100%要求在整个波段内,m7.5%.(7)检查扫频信号非线性系数频标选择开关置于1MHZ,调节频率偏移为7.5MHZ,记下最低,最高频率与中心频率f0的几何距离A,B,则扫频信
6、号非线性系数为=(A-B)/(A+B)100%要求在整个波段内,r20%.(8)1MHZ或10MHZ频标的识别方法找到零频标后,将波段开关置于,频标幅度旋钮调至适当位置,将频标选择放在1MHZ位置,则零频标右边的频标依次为1MHZ,2MHZ .将频标选择放在10MHZ位置,则零频标右边的频标依次为10MHZ,20MHZ ,两大频标之间频率间隔10MHZ,大频标与小频标之间频率间隔5MHZ.(9)波段起始频标的识别方法频标幅度旋钮调至适当位置,频标选择放在10MHZ,频率偏移最小.将波段开关置,旋转中心频率旋钮,使扫描基线右移,移动到不能再移的位置,则屏幕中对应的第一只频标为70MHZ,从左到右
7、依次为80MHZ, ,150MHZ.将波段开关置,则屏幕中对应的第一只频标为140MHZ,识别频标方法相同.(10)扫频信号输出的检查:将两个输出衰减均置于0dB.将输出探头与输入检波探头对接(即将两个探头的触针和外皮分别连在一起).这时,在扫频仪的荧光屏上应能看到一个由扫描基线和扫描信号线组成的长方图形.然后调整中心频率刻度盘,随着中心频率的变化,扫描信号线和频标都随着移动.要求在整个频段内的扫描信号线没有明显的起伏和畸变.并检查扫描信号的输出衰减和Y轴增益钮是否起作用.2,频率特性测试仪的使用注意事项(1)测量时,输出电缆和检波探头的接地线诮尽量短,切忌在检波头上加接导线;被测网络要注意屏
8、蔽,否则易引起误差.(2)当被测网络输同端带有直流电位时,Y轴输放应选用AC耦合方式,当被测网络输入端带有直流电位时,应在扫频输出电缆上串接容量较小的隔直电容.(3)正确选择探头和电缆.BT-3测试仪附有四种探头及电缆:输入探头(检波头):适于被测网络输出信号未经过检波电路时与Y轴输入相连.输入电缆:适于被测网络输出信号已经过检波电路时与Y轴输入相连.开路头:适于被测网络输入端为高阻抗时,将扫频信号输出端与被测网络输入相连.输出探头(匹配头):适于被测网络输入端具有75特性阻抗时,将扫频信号输出端与被测网络输入相连.四,实验预习要求1,复习好电子测量与仪器课本中与频域测量和频率特性测试仪有关的
9、章节;2,参照仪器使用说明书,了解实验所用频率特性测试仪的工作特性及使用操作方法; 3,详细阅读实验指导书,了解频率特性测试仪操作的关键步骤,作好参数测试记录的准备.五,实验内容及步骤1,对仪器的主要性能检查,证明仪器工作正常之后,开始进行测量实验.2,调整:开机预热,调节辉度,聚焦,使图像清晰,基线与扫描线重合,频标显示正常,波段选择开关置于1位置,中心频率为30MHZ,频带宽度为5MHZ.扫频电压输出接带75的匹配电缆,Y轴输入接检波器电缆,把以上两根电缆探头直接相连.Y轴衰减置于1位置,Y轴增益旋至最大位置,调节输出衰减使曲线呈矩形,曲线幅度接近满刻度,记下此时曲线高度H(如5大格),记
10、下输出衰减的分贝数N1(如12db).3,连接测试电路: 按图7-1连接电路,输出电缆探头接一个510pF左右的隔直电容后,再接到中频放大器的输入端,引入这个隔直电容,是为了防止影响放大器电路的偏置电压.带检波器电缆探头经1k隔离电阻接于中频放大器的输出端,用这个隔离电阻可以减小检波器的输入电容对调谐频率的影响.图7-1 幅频特性测量连接图 图7-2 放大器的频率特性曲线4,增益测试:将Y轴衰减置于10档上(相当于衰减20db),调节粗,细输出衰减使因接入放大器而变化的曲线高度仍恢复为H(如5大格),记下输出衰减总分贝数N2(如42db),则该中频放大器的电压增益K为:K(dB)= N1 -
11、N2 + Y轴衰减分贝数5,带宽测量:调节中频放大器的有关元件,使波形曲线达到技术指标如图7-2所示,利用扫频仪上的频标,可以很方便地确定被测网络的幅频特性曲线的频带宽度.该放大器的带宽为:B = F2 - F16,测试结果及误差分析:记录,实验步骤中的测试数据,填写实验记录表,然后按照公式:K(dB)= N1 - N2 + Y 进行增益计算,本例中参考结论:K=(42-12+20)dB = 50 dB;进行按照公式B = F2 - F1计算,最后进行误差分析.六,实验报告要求1, 整理实验结果,绘制数据表格,写成实验报告.2, 小结实验心得体会.3,思考题1,被测网络是否需要屏蔽 为什么 2,造成误差的主要原因有哪些 怎样消除
