扫频信号发生器及扫频仪

1、 扫频信号发生器及扫频仪n1频域和时域的关系频域和时域的关系n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。n过程或信号还可以表示为频率f 或角频率的函数s()， 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。n任何一个过程或信号，既可在时域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，也可进行分析来获取其各种特性，也可以在频域进行，以在频域进行，如下图所如下图所示示 电压频率时间频域时域时间、频率和幅度的三维坐标2常用频域测试仪器常用频域测试仪器n（1）频率特性测试仪）频率特

2、性测试仪（2）频谱分析仪）频谱分析仪（4）调制域分析仪）调制域分析仪调制域分析仪测量信号的频率、相位和信号出现的时间间隔随时间的变化规律。（3）选频电压表）选频电压表选频电压表采用调谐滤波的方法，选出并测量信号中某些频率分量。扫频仪概述n 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n1点频测试法n 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

3、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。 扫描仪的基本结构 2扫频测试法n2扫频测试法n 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。n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

4、性曲线，或采用点频法。频标频标单元单元扫频仪工作原理1 组成原理框图扫频仪主要由扫频仪主要由两部分组成：两部分组成：1、显示系统、显示系统：由锯齿波发生由锯齿波发生器，器，X、Y轴放轴放大器，示波管大器，示波管等组成（等组成（类似类似通用示波器通用示波器)。2、扫频信号源、扫频信号源：由扫频信号发生器（产生约：由扫频信号发生器（产生约200mV扫频信号扫频信号），频标发生器（产生菱形的标志用于），频标发生器（产生菱形的标志用于读读取频率值取频率值）和衰减器（）和衰减器（dB读数）等组成。读数）等组成。3、频率特性的显示、频率特性的显示f01、扫频信号发生器、扫频信号发生器要求扫频信号源具有以下

5、功能要求扫频信号源具有以下功能: 能产生频率做线性变化的扫频信号；能产生频率做线性变化的扫频信号； 这个扫频信号的输出是等幅的，且具有一定的这个扫频信号的输出是等幅的，且具有一定的功率；功率； 扫频信号的频偏应尽可能大且中心频率可调；扫频信号的频偏应尽可能大且中心频率可调； 要求扫频信号的线性度良好；要求扫频信号的线性度良好； 能产生和扫频信号同步的频率标记；能产生和扫频信号同步的频率标记；输出阻抗要恒定。输出阻抗要恒定。扫频信号源扫频信号的产生方法扫频信号的产生方法变容二极管电路：变容二极管是变容二极管电路：变容二极管是PN结电容随外加偏置电压结电容随外加偏置电压高低变化，高低变化，PN结电

6、容结电容Cd与反向偏置电压与反向偏置电压U成反比。成反比。磁调电感：通过改变低频磁心的导磁系数改变振荡回路中磁调电感：通过改变低频磁心的导磁系数改变振荡回路中高频线圈的电感量高频线圈的电感量 ，适用于几十到几百，适用于几十到几百MHz的频段。的频段。 合成扫频源：通过软件使扫频源按照一定的频率间隔和停合成扫频源：通过软件使扫频源按照一定的频率间隔和停留时间，将输出频率依次锁定在一定范围内的一系列频点上，留时间，将输出频率依次锁定在一定范围内的一系列频点上，达到扫频效果。达到扫频效果。 2) 扫频信号的技术特性扫频信号的技术特性有效扫频宽度：即扫频源输出的扫频线性和振幅平稳性均有效扫频宽度：即扫

7、频源输出的扫频线性和振幅平稳性均符合要求的最大频率覆盖范围，符合要求的最大频率覆盖范围， 210122()/2ffffff2100MHz； （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：070dB（1dB步进）； （6）频标：50MHz、10/1MHz、外接； （7）垂直灵敏度：20mV/div。（2）电路参数的测量）电路参数的测量 从扫频仪屏幕显示的幅频特性上可求得各种电路参数。增益的测量 在调好幅频特性的基础上，分别调节粗调和细调衰减器，控制扫频信号的电压幅度，使荧光屏显示的频率特性曲线处于0dB附近，如果高度恰好与0dB线等高，此时为粗调

8、输出衰减B1（dB），细调输出衰减为B2（dB），则该放大器的增益为式中 B1粗调输出衰减的分贝值； B2细调输出衰减的分贝值； A被测放大器的增益值。dBBBA）（12n 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n n式中 n f0回路的谐振频率；n fH下截止频率；n fL上截止频率。带宽的测量LHffBWABAB fLfH (a) (b)图7.11扫频仪测量