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频率特性查验仪作业原理

2017-05-28 15:37分类:万用表 阅读:

 

1、扫频仪作业原理
扫频仪本质上是扫频信号源与示波器X-Y办法的联络。其构成框图及作业波形如图1所示。

图1 扫频仪构成框图及作业波形
扫频信号源,即频率受控振动器,在扫描信号u1操控下发作扫频信号u3。
扫描信号源发作的扫描信号u1、扫频起停操控信号u2别离是扫频信号源的频率操控信号及停振操控信号,u1仍是示波器的水平扫描信号。
当扫频信号u3为锯齿波电压时,由于正程扫描速度慢,回程扫描速度快,使得扫描正程、扫描回程得到的波形不重合而无法观测,当扫频信号u3为正弦波电压号,u3在扫描回程时停振,使闪现出的波形为被测波形和用作水平轴的水平回扫线的组合。
检波探头用于解调出经过被测电路的扫频信号的振幅(包络)改动状况,得到被测电路的幅频特性曲线。
频标构成电路用于发作进行频率标度的频标信号,以便读出各点对应的频率值。
2、发作扫频信号的办法
发作扫频信号的办法许多,比照常用的是变容二极管扫频。图2为变容二极管扫频振动器原理图,其间VT1构成电容三点式振动器,变容二极管VD1、VD2与L1、L2及VT1的结电容构成振动回路,C1为隔直电容,L3为高频扼流圈。
调制信号经L3一同加至变容管VD1、VD2的两头,当调制电压随时刻作周期性改动时,VD1、VD2结电容的容量也随之改动,然后使振动器发作扫频信号。

图2 变容二极管扫频振动器原理图 变容二极管

变容二极管:又称“可变电抗二极管”。是一种运用PN结电容(势垒电容)与其反向偏置电压Vr的依托联络及原理制成的二极管。所用资料多为硅或砷化镓单晶,并选用外延技能技能。反偏电压愈大,则结电容愈小。首要参量是:零偏结电容、零偏压优值、反向击穿电压、基地反向偏压、标称电容、电容改动计划(以皮法为单位)以及截止频率等,关于纷歧样用处,应选用纷歧样C和Vr特性的变容二极管,如有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管、适用于参放的参放变容二极管以及用于固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管等。
用于主动频率操控和调谐用的小功率二极管称变容二极管。经过施加反向电压,使其PN结的静电容量发作改动。因而,被运用于主动频率操控、扫描振动、调频和调谐等用处。通常,尽管是选用硅的涣散型二极管,可是也可选用合金涣散型、外延联络型、两层涣散型等分外制造的二极管,由于这些二极管关于电压而言,其静电容量的改动率分外大。结电容随反向偏置电压Vr改动,代替可变电容,用作调谐回路、振动电路、锁相环路,常用于电视机高频头的频道改换和调谐电路,多以硅资料制造。

频标发作电路

扫频仪选用在幅频特性曲线上叠加频标的办法进行频率标度,包含菱形频标和针形频标两种,通常由差频电路发作。

菱形频标

图3(a)为菱形频标发作原理图,它对扫频信号与规范信号的基波、谐波进行混频而得到“零差频”的菱形频标,如图3(b)所示。设规范信号频率为fs,则谐波信号源输出信号频率为基波fs及各次谐波fs1、fs2、fs3、fs4、fs5、…。扫频信号与谐波信号源输出信号经混频器混频后,再经低通滤波输出差频信号,由此得到一系列零差点。
例如在f=fs1处差频为零,而ffs1点邻近差频越来越大,由于低通滤波器的选通性,在挨近零差点的凹凸最大,两头信号凹凸活络衰减,所以在f=fs1处构成“菱形频标”。同理,在f=fs2、f=fs3……处也构成菱形频标。菱形频标与幅频特性曲线叠加便呈现图3(b)所示的图形,协作规范信号源可读出频标的频率值。

图3 菱形频标发作原理
菱形频标是由低通滤波器对差频信号的挑选性而构成的,其挑选性不或许无限高,故菱形频标总要占有必定的宽度,只需在特性曲线上占有的宽度相对较窄时,才干构成相对很细的可分辩的频标,不然频标彼此挨近、联接、乃至有些叠加,难以断定频率值。故菱形频标适于高频丈量。
BT-3C型频率特性查验仪选用差频法发作菱形频标,为了跋涉频标的精确度,选用频率别离为1MHz和十MHz的晶体振动器发作菱形频标。

针形频标

在低频扫频仪中常用针形频标,其发作办法与菱形频标类似。运用菱形差频信号触发单稳触发器,使之输出一个窄脉冲,窄脉冲经整形后再与幅频特性曲线在Y拓宽器中叠加,终究呈如今幅频特性曲线上。窄脉冲的宽度可由单稳触发器调度得很窄,所以发作的频标形似细针,称之为针形频标,适用于低频丈量。例如,BT-4型低再三率特性查验仪即选用针形频标。

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