掃頻儀原理及應用

1、掃頻儀使用技巧在電子測量中，經(jīng)常遇到對網(wǎng)絡的阻抗特性和傳輸特性進行測量的問題，其中傳輸特性包括增益和衰減特性、幅頻特性、相頻特性等。用來測量前述特性的儀器我們稱為頻率特性測試儀，簡稱掃頻儀。它為被測網(wǎng)絡的調(diào)整，校準及故障的排除提供了極大的方便。掃頻儀一般由掃描鋸齒波發(fā)生器、掃頻信號發(fā)生器、寬帶放大器、頻標信號發(fā)生器、X軸放大、Y軸放大、顯示設備、面板鍵盤以及多路輸出電源等部分組成。其基本工作過程是通過電源變壓器將50Hz市電降壓后送入掃描鋸齒波發(fā)生器，就形成了鋸齒波，這個鋸齒波一方面控制掃頻信號發(fā)生器，對掃頻信號進行調(diào)頻，另一方面該鋸齒波送到X軸偏轉(zhuǎn)放大器放大后，去控制示波器X軸偏轉(zhuǎn)板，使電子

2、束產(chǎn)生水平掃描。由于這個鋸齒波同時控制電子束水平掃描和掃頻振蕩器，因此電子束在示波管熒光屏上的每一水平位置對應于某一瞬時頻率。從左向右頻率逐漸增高，并且是線性變化的。掃頻信號發(fā)生器產(chǎn)生的掃頻信號送到寬帶放大器放大后，送入衰減器，然后輸出掃頻信號到被測電路。為了消除掃頻信號的寄生調(diào)幅，寬帶放大器增設了自動增益控制器（AGC）。寬帶放大器輸出的掃頻信號送到頻標混頻器，在頻標混頻器中與1MHz和10MHz或50MHz晶振信號或外頻標信號進行混頻。產(chǎn)生的頻標信號送入Y軸偏轉(zhuǎn)放大器放大后輸出給示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)板。掃頻信號通過被測電路后，經(jīng)過Y軸電位器、衰減器、放大器放大后送到示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)板，得被測電

3、路的幅頻特性曲線。早期頻率特性的測量用逐點測繪的方法來實現(xiàn)。在整個測量過程中，應保持輸入到被測網(wǎng)絡信號的幅度不變，記錄不同頻率下相應輸出的電壓，根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)，就可以在坐標紙上描繪出該網(wǎng)絡的幅頻特性曲線。顯然，這種方法不僅操作繁鎖、費時，而且有可能因測量頻率間隔不夠密而漏掉被測曲線上的某些細節(jié)，使得到的曲線不夠精確。掃頻測量法是將等幅掃頻信號加至被測電路輸入端，然后用示波器來顯示信號通過被測電路后振幅的變化。由于掃頻信號的頻率是連續(xù)變化的，在示波器屏幕上可直接顯示出被測電路的幅頻特性。掃頻信號加至被測電路，檢波探頭對被測電路的輸出信號進行峰值檢波，并將檢波所得信號送往示波器Y軸電路，該信號的

4、幅度變化正好反映了被測電路的幅頻特性，因而在屏幕上能直接觀察到被測電路的幅頻特性曲線。為了標出X軸所代表的頻率值，需另加頻標信號。該信號是由作為頻率標記的晶振信號與掃頻信號混頻而得到的。下面以產(chǎn)品BT3型掃頻儀為例對各部分加以說明。（一）對掃頻信號源的要求掃頻信號發(fā)生器是掃頻儀的心臟。實際上它就是頻率可控的正弦振蕩器，其工作大原理和調(diào)頻振蕩器相似，但掃頻振蕩器的掃頻寬度遠大于調(diào)頻振蕩器的頻偏，前者中心頻率變動范圍也比后者大得多。掃頻振蕩器除具有一般正弦振蕩器所具有的工作特性外，還需滿足如下要求：1中心頻率范圍寬，且可連續(xù)調(diào)節(jié)。中心頻率是指掃頻信號從低頻到高頻之間中心位置的頻率。不同測試對象對中

5、心頻率有不同頻段要求，如高頻段、中頻段和音頻段等。2掃頻寬度（常叫頻偏）要寬，并可任意調(diào)節(jié)。頻偏是指調(diào)頻波中的瞬時頻率和中心頻率之間的差值。顯然，頻偏應能覆蓋被測電路的通頻帶，以便測繪該電路完整的頻率特性曲線。如測試電視接收的圖象中頻通道，要求頻偏達±5MHz，測試伴音中頻通道時，頻偏只需0.5MHz。3寄生調(diào)幅要小。理想的調(diào)頻波應是等幅波。只有在掃頻信號幅度保持恒定不變的情況下，被測電路輸出信號的包絡才能表征該電路的幅頻特性曲線，否則會導致錯誤結(jié)果。4良好的掃頻線性度。當掃頻信號的頻率和調(diào)制信號間成直線關(guān)系時，示波管的水平軸則變成線性的頻率軸，這時幅頻特性曲線上的頻率標尺將均勻分布

6、，便于觀察，否則導致曲線畸變。（二）BT-3型頻率特性圖示儀的主要技術(shù)指標：1中心頻率（指掃描基線為100mm，在最大頻偏時，對準熒光屏中心刻度線的頻率）：在1MHz300MHz內(nèi)可以連續(xù)調(diào)節(jié)，分三個波段實現(xiàn)。2有效掃頻寬度：±0.5MHz±7.5MHz可連續(xù)調(diào)節(jié)。3寄生調(diào)幅系數(shù)：±7.5%。4掃頻線性度：在頻偏±7.5MHz時，應20%。5輸出掃頻信號電壓：0.1V（應接75匹配負載，輸出衰減置于0dB）。6輸出電壓調(diào)節(jié)方式：步進衰減（粗）：0/10/20/30/40/50/60dB；步進衰減（細）：0/2/3/4/6/8/10dB。7檢波探測器的輸入

7、電容：5pF（最大允許直流電壓300V）。（三）磁調(diào)制所謂磁調(diào)制，就是用磁芯線圈作為振蕩器的回路電感，利用加在磁芯勵磁線圈上的調(diào)制電流來改變磁芯線圈電感量，從而達到掃（調(diào)）頻的目的（或說達到振蕩器所需頻偏的目的）。在線性掃頻條件下，掃頻振蕩器的瞬時頻率變化規(guī)律與調(diào)制線圈中的調(diào)制電流變化規(guī)律成線性關(guān)系。為了把示波管屏幕的水平坐標變換成線性的頻率坐標，要求調(diào)制電流波形必須與掃描電壓波形完全相同。在感性負載的勵磁線圈中產(chǎn)生正弦形電流要比其它波形電流方便得多。所以，磁調(diào)制采用正弦波調(diào)制信號，直接取自50Hz交流市電。通過電位器調(diào)節(jié)輸入的50Hz市電信號幅度，可調(diào)節(jié)掃頻信號頻偏大小。（四）掃頻振蕩器BT

8、3型超高頻掃頻儀的中心頻率調(diào)節(jié)范圍為1300MHz，分三個波段來實現(xiàn)。1第波段：中心頻率為175MHz由于相對掃頻寬度太大，掃頻線性度、寄生調(diào)幅的矛盾尤為突出，一般掃頻器難以保證。故掃頻信號通過差頻法獲得。定頻振蕩器，電容三點式振蕩器。所謂定頻，就是其振蕩頻率為某一恒定值，沒有掃頻信號。借助蝶形電容的調(diào)節(jié)，振蕩頻率可在290MHz215MHz范圍內(nèi)變化（面板上的“中心頻率”旋鈕）。調(diào)（掃）頻振蕩器也是三點式電路，振蕩頻率為290MHz。由于振蕩線圈L是繞在電流調(diào)制器的高頻磁芯上，因而在調(diào)制電流作用下，將得到頻偏±7.5MHz的掃頻信號。掃頻、定頻兩信號經(jīng)混頻管的非線性作用后，由低通濾

9、波器取出其差頻信號。經(jīng)寬頻帶放大器予以放大，使輸出信號幅度大于0.1V。從而得到中心頻率在1MHz75MHz內(nèi)連續(xù)可調(diào)，而頻偏為±7.5MHz的掃頻信號了。2第波段：中心頻率為75MHz150MHz此波段是普通的磁掃頻器。由繞在高頻磁芯上的L實現(xiàn)掃頻振蕩，中心頻率的連續(xù)調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)振蕩回路蝶形電容實現(xiàn)。3第波段為：中心頻率為150MHZ300MHz為了獲得中心頻率更高的掃頻信號，第波段采用了推挽式倍頻電路，得到第波段的二次諧波，使中心頻率可在150MHZ300MHz范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。（五）回掃圖形的消隱BT3型掃頻儀中，用50Hz正弦波作為掃頻振蕩器的調(diào)制信號和示波管的水平掃描信號，其

10、掃描正程和逆程時間相同。在調(diào)制（掃描）信號的上升段，示波管電子束自左向右描繪頻率特性曲線（正程）；在信號的下降段，電子束按理應當自右向左沿著同一軌跡返回（逆程），掃描出同樣的頻率特性曲線，為什么還要將回掃圖形消隱掉呢？這是由于磁滯材料特有的“磁滯回線”引起的，即當調(diào)制電流由大到小變化時，瞬時振蕩頻率將不再沿原來的曲線減小，而是沿新的曲線減小，也就是說，通過被測網(wǎng)絡后，在熒光屏上將得到不能完全重合的兩條頻率特性曲線，給觀測帶來不便。實用掃頻儀都采用令回掃期掃頻振蕩器停振的辦法。即來自電源變壓器次級，未經(jīng)移相的電壓加到負脈沖形成電路，形成的負脈沖加到掃頻振蕩器，使其在回掃期無掃頻信號輸出，因而電子

11、束將僅在水平掃描信號作用下，沿水平軸返回，在熒光屏上顯示出一條零電平的水平基線。這種方法不僅去掉了多余的回掃曲線，同時這條水平基線正好用作被測頻率特性曲線的參考基線（零值線），給觀測帶來方便。（六）頻標電路為了充分發(fā)揮使用掃頻儀的簡便，迅速和直觀的優(yōu)點，還必須在被顯示的頻率特性曲線上附加頻率標記，即利用“頻標”來確定曲線上任一點所對應的頻率值。BT3型掃頻儀采用差頻的方法來獲得頻標。工作原理可用圖6-3予以說明。暫不考慮諧波發(fā)生器，在頻標混頻器里象一切非線性電路工作一樣，頻率穩(wěn)定度很高的1MHz（或10MHz）晶振信號和掃頻信號混頻，結(jié)果將產(chǎn)生差頻輸出。掃頻信號的頻率在fmin到fmax范圍內(nèi)

12、反復掃變，當掃頻信號的頻率自fmin向晶振頻率接近時，頻差越來越??；當頻率掃變到等于晶振頻率時，產(chǎn)生零拍差頻；而當掃頻信號頻率向fmax接近時，則頻差越來越大。差頻信號波形在晶振頻率處是中間疏兩邊越來越密。這個波形經(jīng)帶通濾波器后，差頻信號的高頻成分被濾掉，只有在晶振頻率附近，差頻信號的低頻成分保留下來，而且離開晶振頻率愈遠的差頻信號幅度衰減愈大。這部分被保留下來的差頻信號形狀如同一個菱形，常被叫做“菱形頻標”。圖6-3中（3）是迭加在被測網(wǎng)絡頻率特性曲線上的菱形頻標，它指出曲線在該點的頻率就是晶振信號的頻率。頻標的“菱形”是差頻信號通過濾波器后的包絡形狀。圖（4）是放大了的菱形頻標波形圖。不難

13、設想，改變晶體振蕩器的頻率，菱形頻標的位置將在被測頻率特性曲線上相應移動，外接頻標正是按此原理工作的。當測量寬頻帶電路時，需要在被測頻率特性曲線上出現(xiàn)具有單位頻率間隔的一系列頻標，即所謂的“頻率標尺”，通常多用十進制的頻率標志，使我們能方便地度量出被測頻率特性曲線的頻率范圍。頻率標尺的形成是以差頻方法為基礎，僅僅增加了諧波發(fā)生器。晶體振蕩器輸出的1MHz（或10MHz）信號，經(jīng)諧波發(fā)生器后，將產(chǎn)生1MHz、2 MHz、3 MHz、一系列倍頻信號，每當掃頻信號頻率掃經(jīng)上述任一頻率時，都同樣要產(chǎn)生差拍信號，進而形成一系列菱形頻標。二、BT-3型整機電路概述圖6-4是BT-3型掃頻儀的原理方框圖。在

14、對儀器各單元電路分析的基礎上，現(xiàn)對整機電路工作原理作如下概述。當“波段”開關(guān)指向“”波段時，掃頻振蕩器工作，中心頻率為290MHz，在調(diào)制電流放大器輸出的50Hz正弦形調(diào)制電流作用下，借助“頻率偏移”旋鈕的調(diào)節(jié)，掃頻信號頻偏可在±0.5±7.5MHz范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。為了消除磁滯回線的不良影響，在調(diào)制電流自最大值到最小值的變化期間，由截止脈沖形成電路產(chǎn)生的截止負脈沖，令掃頻振蕩器在回掃期間停止振蕩，使得示波管的熒光屏上出現(xiàn)零電平的水平基線。掃頻信號和定頻振蕩信號均被送往混頻器。調(diào)節(jié)面板上“中心頻率”園盤旋鈕，定頻振蕩器產(chǎn)生的信號頻率在290215MHz范圍內(nèi)連續(xù)變化，經(jīng)混頻器

15、，得到175MHz的掃頻信號。再經(jīng)低通濾波器和寬頻帶放大器對掃頻信號進一步加工，通過對粗、細“輸出衰減”的組合選擇，可得到所需電平的掃頻信號輸出。當“波段”開關(guān)指向“”時，掃頻振蕩器工作，調(diào)節(jié)“中心頻率”旋鈕可直接輸出75150MHz的掃頻信號。“波段”開關(guān)指向“”時倍頻器工作，調(diào)節(jié)“中心頻率”旋鈕，直接輸出150MHz300MHz掃頻信號。在三個波段分別工作期間，自動幅度控制電路均工作，檢波器對輸送到衰減器上的掃頻信號取樣，被作為AGC控制信號，保證輸出的掃頻信號寄生調(diào)幅符合±7.5%的技術(shù)指標。“頻標選擇”指向“1MHz”或“10MHz”時，相應的晶體振蕩器和兩級諧波發(fā)生器工作，

16、產(chǎn)生一系列的諧波信號，在混頻器中產(chǎn)生一系列差頻信號，再經(jīng)頻標形成及放大電路形成菱形頻標信號?！邦l標幅度”旋鈕可調(diào)節(jié)熒光屏上菱形頻標幅度，以利觀察。接到被測網(wǎng)絡輸出端的檢波輸入電纜探頭，將網(wǎng)絡輸出的掃頻信號的包絡取出，自“Y軸輸入”端口引入掃頻儀，適當?shù)卣{(diào)節(jié)“Y軸衰減”和“Y軸增益”旋鈕，可在示波管熒光屏上得到合適幅度的頻率特性曲線。包絡信號由Y軸通道G301左半管放大，頻標信號被直接送到G301右半管放大。這兩個信號經(jīng)混合放大后，輸出一對互補信號。在送給一對Y軸偏轉(zhuǎn)板前，可由“影象極性”開關(guān)來改變屏幕上所顯示曲線的正負極性。G303是掃描基線箝位管。調(diào)節(jié)“Y軸位置”旋鈕，可使掃描基線沿Y軸方向

17、上、下移動。示波管的水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，由于未采用鋸齒波掃描，被大大簡化了。X軸偏轉(zhuǎn)板信號是直接來自相移網(wǎng)絡的一對互補的50Hz正弦信號。“坐標亮度”旋鈕用來控制熒光屏四個角的指示燈，左旋旋鈕，兩個對角的黃燈亮，使透明坐標測量板上的標尺刻度易于觀察；右旋旋鈕，另兩個對角的紅燈亮，有利于圖象拍攝。三、掃頻儀的使用（一）面板裝置BT-3型掃頻儀的面板如圖6-5所示。1顯示部分 （1）電源、輝度旋鈕 該控制裝置是一只帶開關(guān)的電位器，兼電源開關(guān)的輝度旋鈕兩種作用。順時針旋動此旋鈕，即可接通電源，繼續(xù)順時針旋動，熒光屏上顯示的光點或圖形亮度增加。使用時亮度宜適中。 （2）聚焦旋鈕 調(diào)節(jié)屏幕上光點細小圓亮或亮線

18、清晰明亮，以保證顯示波形的清晰度。（3）坐標亮度旋鈕 在屏幕的4個角上，裝有4個帶顏色的指示燈泡，使屏幕的坐標尺度線顯示明暸。旋鈕從中間位置向順時針方向旋動時，熒光屏上兩個對角位置的黃燈亮，屏幕上出現(xiàn)黃色的坐標線；從中間位置逆時針方向旋動時，另兩個對角位置的紅燈亮，顯示出紅色的坐標線。黃色坐標線便于觀察，紅色坐標利于攝影。（4）Y軸位置旋鈕 調(diào)節(jié)熒光屏上光點或圖形在垂直方向上的位置。（5）Y軸衰減開關(guān) 有1，10，100 三個衰減檔級。根據(jù)輸入電壓的大小選擇適當?shù)乃p檔級。（6）Y軸增益旋鈕 調(diào)節(jié)顯示在熒光屏上圖形垂直方向幅度的大小。（7）影象極向開關(guān) 用來改變屏幕上所顯示的曲線波形正負極性。

19、當開關(guān)在“+”位置時，波形曲線向上方向變化（正極性波形）；當開關(guān)在“一”位置時，波形曲線向下方向變化（負極性波形）。當曲線波形需要正負方向同時顯示時，只能將開關(guān)在“+”和“一”位置往復變動，才能觀察曲線波形的全貌。（8）Y軸輸入插座 由被測電路的輸出端用電纜探頭引接此插座，使輸入信號經(jīng)垂直放大器，便可顯示出該信號的曲線波形。2掃描部分（9）波段開關(guān) 輸出的掃頻信號按中心頻率劃分為三個波段（第I波段1MHz75MHz、第II波段75MHz150MHz、第III波段150MHz300MHz）可以根據(jù)測試需要來選擇波段。（10）中心頻率度盤 能連續(xù)地改變中心頻率。度盤上所標定的中心頻率不是十分準確的

20、，一般是采用邊調(diào)節(jié)度盤，邊看頻標移動的數(shù)值來確定中心頻率位置。（11）輸出衰減(dB)開關(guān) 根據(jù)測試的需要，選擇掃頻信號的輸出幅度大小。按開關(guān)的衰減量來劃分，可分粗調(diào)、細調(diào)兩種。粗調(diào)：0dB，10dB，20dB，30dB，40dB，50dB，60dB，細調(diào)：0dB，2dB，3dB，4dB，6dB，8dB，10dB。粗調(diào)和細調(diào)衰減的總衰減量為70dB。（12）掃頻電壓輸出插座 掃頻信號由此插座輸出，可用75匹配電纜探頭或開路電纜來連接，引送到被測電路的輸入端，以便進行測試。3頻標部分（13）頻標選擇開關(guān) 有l(wèi)MHz、l0MHz和外接三檔。當開關(guān)置于1MHz檔時，掃描線上顯示lMHz的菱形頻標；置

21、于10MHz檔時，掃描線上顯示10MHz的菱形頻標；置于外接時，掃描線上顯示外接信號頻率的頻標。（14）頻標幅度旋鈕 調(diào)節(jié)頻標幅度大小。一般幅度不宜太大，以觀察清楚為準。（15）頻率偏移旋鈕 調(diào)節(jié)掃頻信號的頻率偏移寬度。在測試時可以調(diào)整適合被測電路的通頻帶寬度所需的頻偏，順時針方向旋動時，頻偏增寬，最大可達±7.5MHz以上，反之則頻偏變窄，最小在±0.5MHz以下。（16）外接頻標輸入接線柱 當頻標選擇開關(guān)置于外接頻標檔時，外來的標準信號發(fā)生器的信號由此接線柱引入，這時在掃描線上顯示外頻標信號的標記。（二）使用方法與技巧1測試探頭的選擇本儀器配有檢波輸入、開路輸入、匹配輸

22、出和開路輸出四根測量用電纜探頭。電纜線的阻抗為75，它們的一端都有插頭，接到掃頻儀的“Y軸輸入”或“掃頻電壓輸出”插座上；另一端則不相同。各種電纜探頭電路如圖6-6所示。這些探頭的用途各不相同，使用時應予以區(qū)別。圖6-6 各種電纜探頭電路輸入電纜探頭的選擇：當被測網(wǎng)絡的輸出端有檢波器時（如電視接收機的圖象中放），應選用開路輸入電纜探頭。若被測網(wǎng)絡的輸出端不帶檢波器（如電視接收機的視放級），必須使用帶檢波探頭的輸入電纜。輸出電纜探頭的選擇：被測網(wǎng)絡的輸入阻抗為75，應選用開路輸出電纜探頭；被測網(wǎng)絡的輸入阻抗為高阻抗，則應選用匹配輸出電纜探頭。否則，由于不匹配，將使掃頻儀的輸出減小，并帶來誤差。2

23、測試前的檢查（l）測試準備 儀器接通電源，預熱10分鐘后，調(diào)好輝度和聚焦，便可對儀器進行檢查。（2）頻標的檢查將頻標選擇開關(guān)置于1MHz或10MHz檔。掃描基線上應呈現(xiàn)若干個菱形頻標信號，調(diào)節(jié)頻標幅度旋鈕，可以均勻地改變頻標的大小。（3）頻偏的檢查 將頻率偏移旋鈕由最小旋到最大時，熒光屏上呈現(xiàn)的頻標數(shù)，應滿足±0.5MHz±7.5MHz連續(xù)可調(diào)。（4）輸出掃頻信號頻率范圍的檢查圖6-7 輸出掃頻信號寄生調(diào)幅的檢查儀器的掃頻信號頻率覆蓋范圍（中心頻率覆蓋范圍），應達到lMHz300MHz，三個波段的銜接應有適當余量。檢查時將儀器輸入端接入檢波輸出電纜，儀器輸出端接上75匹配電

24、纜，直接連接這兩根電纜探頭，Y軸增益調(diào)整得當，屏幕上即顯示出理想的矩形曲線（由于等幅的掃頻信號經(jīng)檢波后的輸出為一直流電壓，因此在屏幕上顯示出一個矩形曲線）。這時，將頻標增益放在適當位置，頻標選擇放在10MHz處，在各個波段上轉(zhuǎn)動中心頻率度盤，屏幕上顯示的矩形曲線會出現(xiàn)一個凹陷點。這個凹陷點就是掃頻信號的零頻率點（這是由于示波器的垂直放大器在零頻率點增益明顯下降造成的）。以此為起點檢查第I波段的頻率范圍；然后再順次檢查第波段和第波段的頻率范圍。檢查時，用10MHz的頻標，當每個波段在轉(zhuǎn)動中心頻率度盤時，其頻標通過屏面中心線的個數(shù)應達到以下要求:第I波段頻標為8個，頻率范圍為1MHz75MHz；第

25、波段頻標為9個，頻率范圍為75MHz150MHz；第波段頻標為15個，頻率范圍為150MHz300MHz。（5）輸出掃頻信號寄生調(diào)幅的檢查 同頻率范圍的檢查項。將粗、細衰減均置于0dB檔級，調(diào)節(jié)Y軸增益旋鈕，使屏幕上顯示的矩形具有適當?shù)母叨?。在?guī)定的±7.5Mz頻偏下，觀察屏幕上的矩形（如圖6-7所示）。根據(jù)測得矩形的最大高度A和最小高度B，即可計算掃頻信號的寄生調(diào)幅系數(shù)M（%）=（A-B）/（A+B）×100%要求在整個頻段范圍內(nèi)，M±7.5%。按此指標分別檢查， 波段。（6）儀器輸出電壓的檢查 在儀器輸出孔上插入終端接有75電阻的電纜，用超高頻毫伏表測量其電纜

26、輸出電壓，其有效值應大于100mV。在沒有超高頻毫伏表時，直接從儀器上亦可檢查，檢查時將Y軸衰減開關(guān)放在10檔，Y軸增益旋鈕旋至最大，屏幕上矩形高度只要大于20mm，即符合要求。3電路幅頻特性的基本測試方法在進行測試前檢查的基礎上，進行幅頻特性的測試。（1）根據(jù)被測電路指標規(guī)定的中心頻率值，選擇適當?shù)牟ǘ伍_關(guān)檔級和調(diào)節(jié)中心頻率度盤。（2）按圖6-8所示電路連接被測電路和掃頻儀。若被測電路是個不帶檢波器的四端網(wǎng)絡，將輸出匹配電纜接到儀器的掃頻電壓輸出插座，電纜的另一端接到被測電路的輸入端，另一端（檢波頭）接被測電路的輸出端。若被測電路是帶有檢波器的四端網(wǎng)絡，則不用探測器，而用輸入電纜線直接將被測

27、對象的檢波輸出接到本儀器的Y軸輸入端。（3）選擇適當?shù)妮敵鏊p開關(guān)和Y軸增益旋鈕。（4）選擇測試所需的頻標選擇開關(guān)檔級和適當調(diào)節(jié)頻標幅度旋鈕。（5）根據(jù)掃頻儀屏幕上所顯示的幅頻特性曲線和面板控制裝置，進行定量讀數(shù)。根據(jù)頻標，可以直接讀出幅頻特性曲線的頻率值。如果測讀的頻率不在頻標上，則可根據(jù)相鄰兩個頻標之間占據(jù)的水平距離進行粗略的估算。若須要精確測量頻率，可采用外接頻標信號。關(guān)于頻標的讀法。測讀頻標須先把頻標開關(guān)置于10MHz處進行粗測。在此基礎上，轉(zhuǎn)換頻標選擇到1MHz進行精測。如嫌測量精度不夠，可以使用外接連續(xù)頻標。當波段置于I、頻標選擇置于10MHz、頻率偏移調(diào)整到至少能看到兩個10MH

28、z頻標時，屏幕上出現(xiàn)幅度較大間隔均勻的10MHz大頻標。當中心頻率在“0”附近時，屏幕上有一個寬度比其余頻標寬很多，由若干正弦波形構(gòu)成的菱形頻標，這就是零MHz的頻標。在它右邊的第一個大頻標是l0MHz，第二個大頻標是20MHz依次類推。當中心頻率度盤在“75”附近轉(zhuǎn)動時，離中心線最近而且始終不會移動到中心線左側(cè)的那個大頻標是80MHz。在相鄰兩個大頻標的中心，有一個幅度稍低的頻標是5MHz頻標。例如在20MHz和30MHz中間的則是25MHz。幅度更小的頻標已不能作測讀頻率用。當波段置于、頻標選擇置于10MHz、頻率偏移調(diào)到適當位置時，在中心頻率度盤在“75”附近反復轉(zhuǎn)動時，有一個在屏幕中心

29、線左側(cè)，離中心線最近且始終不能移動到中心線右側(cè)的l0MHz大頻標，它即是70MHz的頻標。在它右邊的第一個大頻標是80MHz，第二個是90MHz。在“150”附近反復轉(zhuǎn)動中心頻率度盤，有一個位于屏幕垂直中心線右側(cè)，離中心線最近且始終不能移動到中心線左側(cè)的那個大頻標是160MHz的頻標。在它左邊的第一個大頻標即是150MHz。在相鄰兩l0MHz大頻標的中心，有一個幅度稍低的頻標是5MHz頻標，例如在80和90MHz之間的則是85MHz。幅度更小的頻標已不能再作測讀之用。當波段置于時，其頻標讀法與置時相類似，只不過在垂直中心左側(cè)，離中心線最近而始終不能移動到中心線右側(cè)的10MHz頻標是140MHz

30、，在中心線右側(cè)，離中心線最近且始終不能移動到中心線左側(cè)的10MHz頻標是310MHz。若要用lMHz頻標測讀，須在上述用l0MHz測讀的基礎上進行。把某個l0MHz的頻標記住或做好標記，轉(zhuǎn)換頻標選擇開關(guān)至1MHz，這時在原標記頻標位置出現(xiàn)的lMHz頻標即是“某10MHz”頻標在它左邊的依次是“某10-1MHz”，“某10-2MHz”（如29、28）等；在它右邊的依次是“某10+1MHz”，“某10+2MHz”（如31、32）等。在相鄰兩個lMHz頻標中間出現(xiàn)的幅度稍低的頻標是0.5MHz頻標。更小的頻標已不能讀數(shù)。根據(jù)輸出衰減旋鈕位置和幅頻特性曲線的高度可測讀被測電路的增益。必須先進行0dB校

31、正。校正時，將掃頻儀接有75電阻的輸入電纜，直接與檢波頭相連，輸出衰減開關(guān)置于0dB，調(diào)節(jié)Y軸增益旋鈕，使屏幕上顯示的矩形有一定的高度（例如為5格），這個高度稱為0dB校正線。然后按圖6-8所示接入被測電路。在保持Y軸增益旋鈕位置不變的情況下，改變輸出衰減開關(guān)的檔級，使顯示的幅頻特性曲線高度處于0dB校正線附近。如果高度正好和校正線等高，則輸出衰減開關(guān)所指分貝刻度即為被測電路的增益值。如果幅頻特性曲線高度不在0dB校正線上，則可根據(jù)每格的增益倍數(shù)（根據(jù)分貝數(shù)據(jù)算）進行粗略的估算。（6）注意事項其一，掃頻儀與被測電路相連接時，必須考慮阻抗匹配問題。如被測電路的輸入阻抗為75，應采用終端開路的輸出

32、電纜線；如被測電路的輸入阻抗很大，應采用終端接有75的輸出電纜線，否則應采用阻抗匹配轉(zhuǎn)換的措施。其二，若被測電路內(nèi)部帶有檢波器，不應再用檢波探頭電纜，而直接用開路電纜與儀器相連。其三，在顯示幅頻特性時，如發(fā)現(xiàn)圖形有異常的曲折，則表示被測電路有寄生振蕩，在測試前予以排除。其四，測試時，輸出電纜和檢波探頭的接地線應盡量短些，切忌在檢波頭上加接導線（也不應另外加接地線）。四、掃頻儀的測試應用（一）測試調(diào)諧放大器以一個中頻放大器為例。它的技術(shù)指標如下：中心頻率為30MHz，頻帶寬度為6MHz，增益大于50dB，特性曲線頂部呈雙峰曲線，平坦度小于ldB。測試步驟和方法如下。1調(diào)整方法開機預熱，調(diào)節(jié)輝度、

33、聚焦，使圖形清晰，基線與掃描線重合，頻標顯示正常。波段選擇開關(guān)置于I位置，中心頻率為30MHz，頻偏約為±5MHz，掃頻電壓輸出接帶75的匹配電纜，Y軸輸入接檢波器電纜，把以上兩根電纜探頭直接相連。Y軸衰減置于“1”位置，Y軸增益旋至最大位置，調(diào)節(jié)輸出衰減使曲線呈矩形，且其幅度為5大格，記下輸出衰減的分貝數(shù)，如為12dB。2測試電路測試時，可按圖6-8所示連接電路。但輸出電纜探頭接一個510pF左右的隔直電容，再接到中頻放大 器的輸入端，引入這個隔直電容的目的，是防止影響放大器電路的偏置電壓；帶檢波器電纜探頭經(jīng)1K隔離電阻接于中頻放大器的輸出端，有這個隔離電阻可以減小檢波器的輸入電容

34、對調(diào)諧頻率的影響。3測試方法將Y軸衰減置于10檔上（相當于衰減20dB），輸出粗調(diào)衰減置于40dB上，再來調(diào)整輸出細衰減，使波形曲線高度為5大格，記下總分貝數(shù)，如為42dB，則該中頻放大器的電壓增益為：電壓總增益=42dB+20dB-l2dB=50dB。調(diào)節(jié)中頻放大器的有關(guān)元件，使波形曲線達到技術(shù)指標如圖6-9所示的頻率特性曲線，調(diào)試時若出現(xiàn)如圖6-10（a）、（b）所示的特性曲線時，表示電路處于臨振和已振狀態(tài)，應調(diào)整中頻放大器的工作點，消除這種現(xiàn)象。（二）測試電視接收機高頻頭掃頻儀是測試電視接收機的主要儀器。電視接收機中的高頻頭、圖象中頻放大器、視頻放大器和伴音放大器、鑒頻器等部分，均可很方

35、便地進行調(diào)試，邊調(diào)邊看曲線波形，一直調(diào)整到最佳的工作狀態(tài)，現(xiàn)介紹晶體管式獨立微調(diào)高頻的測試方法。它的技術(shù)指標如下:頻率范圍53MHz230MHz，分12頻道，增益20dB以上，本振頻率微調(diào)范圍±1.5MHz。高頻頭由輸入回路、高頻放大器、本機振蕩器和混頻器等組成。下面介紹混頻輸出特性、本機振蕩頻率特性、高頻放大頻率特性和高頻頭總特性曲線的測試。 1測試混頻輸出特性進行測試時，掃頻儀面板控制裝置的位置參考如下。中心頻率：34MHz，頻偏：±7.5MHz，輸出衰減器約為：30dB，輸入衰減器：置于“1”位置，Y軸增益：最大。電視機的頻道選擇器置于空檔位置。混頻器輸出頻率特性曲線

36、應如圖6-11所示。通過調(diào)整混頻輸出變壓器內(nèi)的磁芯、初次級線圈間的耦合距離或線圈匝數(shù)及稀密程度、以及有關(guān)阻容，達到圖6-9所示的頻率特性曲線。2測試本機振蕩頻率特性測試方法與前面基本相同。儀器的中心頻率調(diào)到所需位置，第二頻道的本振頻率應為94.75MHz，如果本振工作正常，則掃頻儀屏幕上在95MHz左右處將出現(xiàn)一個小頻標，并有±1.5MHz左右的微調(diào)范圍。若本振頻率不對，可以改變本振線圈的稀密或匝數(shù)，使振蕩的頻率滿足要求。3測試高頻放大頻率特性這部分包括高頻放大器、輸入回路和高通濾波器等。測試方法與前面基本相同。首先在第一頻道確定起控點，因為工作頻率不一樣，在頻率低端所需起控電流稍大

37、，只要第一頻道的起控電流調(diào)得合適，其他頻道就可正常工作。在AGC直流電壓為+3V時，調(diào)整高放級電感線圈的電感量或耦合強弱，使高放曲線達到圖 6-12所示的要求。然后再從212頻道分別調(diào)整到各自的要求。高通濾波器的調(diào)整是在第一通道進行的，辦法是改變高通線圈稀密的程度來改變電感量，使截止頻率局限在39MHz40MHz范圍內(nèi)。4測試總特性曲線高放和混頻輸出曲線調(diào)好后，且各頻道的本振頻率也均合適，即可檢查總特性曲線。一般來說都會合乎要求。但由于調(diào)整混頻器曲線是在空檔進行的，與接入各頻道的情況有些差異，應該復調(diào)一下，使以上三種曲線兼顧，但以總特性曲線為準。總特性曲線如圖6-13所示，圖中f p為圖象載頻

38、。輸入回路一般和高放曲線一并調(diào)整，使高放增益最大，并要滿足要求。電子設計中經(jīng)常碰到的問題是對待測電路(DUT)傳輸特性的測試，這里所說的傳輸特性包括增益和衰減、幅頻特性、相位特性和時延特性等，而最常見的就是DUT的幅頻特性。最初，對于DUT的幅頻特性的測試是在固定頻率點上逐點進行。這種測試方法繁瑣、費時，且不直觀，有時還會得出片面的結(jié)果。例如，測量點之間的諧振現(xiàn)象和網(wǎng)絡特性的突變點常常被漏掉。DDS(DirectDigitalSynthesis)技術(shù)是1971年3月由美國學者J.TIerncy,C.M.Rader和B.Gold提出，這是一種從相位概念出發(fā)直接合成所需要波形的全數(shù)字頻率合成技術(shù)，

39、原理框圖如下：圖表   1DDS技術(shù)原理框圖DDS技術(shù)的出現(xiàn)使得我們對于幅頻特性的測試變得異常簡單。我們只需要按照某種規(guī)律不斷的配置“頻率碼K”，就能夠得到一個頻率隨時間按照此規(guī)律在一定頻率范圍內(nèi)掃動的信號，如此即可對DUT進行快速、定性或定量的動態(tài)測試。因此，對DUT的調(diào)整、校準及故障排除提供了極大的便利。北京普源精電(RIGOL)最新推出的DG5000系列函數(shù)/任意波形發(fā)生器采用了DDS直接數(shù)字合成技術(shù)，可生成穩(wěn)定、精確、純凈和低失真的輸出信號。本文僅以DG5000為例來詳細說明DDS信號源在掃頻測試中的具體應用。1.DG5000提供1uHz250MHz的掃頻范圍；2.掃頻類型支持“線性掃頻”、“對數(shù)掃頻”和“步進掃頻”；3.掃頻時間1ms300s，同時支持“返回時間”、“起始保持”和“終止保持”的設置；4.觸發(fā)方式包括“自動觸發(fā)”、“外部觸發(fā)”和“手動觸發(fā)”；5.支持“標記頻率”的設置，可以輕易表示出掃頻信號任意點的頻率值。模擬濾波器頻響測試在近代通信設備和各類控制系統(tǒng)中，濾波器的應用極為廣泛，濾波器的優(yōu)劣直接決定