频率特性测试仪的使用

在各种电路测试中，常常需要对频率特性进行测试，那么频率特性表示什么呢？实际上，它体现了放大器的放大性能与输入信号频率之间的依从关系。某个网络（或系统）的频率特性，一般是指幅频特性。能对频率特性进行观测的仪器是频率特性测试仪，简称扫描仪。它是一种能在示波管屏幕上直接显示被测电路幅频特性曲线的图示测量仪器。
用扫频仪监测对网络频率特性进行调整，以及对网络动态快速测量都十分方便。下面以BT－3G频率特性测试仪为例介绍频率特性测试仪的使用。

6.1 BT－3G频率特性测试仪面板介绍

BT－3G频率特性测试仪面板如图A-17所示 ：

 图A-17  BT-3G频率特性测试仪
1.电源开关和电源指示灯；2.辉度旋钮；3. 聚焦旋钮；4. Y轴位移旋钮；5.Y输入端；6.耦合方式选择开关；7.频标选择（10、1MHz；50MHz
；外接）；8. 外接频标输入；9. 频标幅度调节旋钮；10. 扫频信号输出端；11. 输出粗衰减调节开关；12. 输出细衰减调节开关；13. 扫频宽度调节；14. 中心频率旋钮；15. 影像极性转换开关；16. Y轴衰减；17. Y轴增益旋钮。

6.2 主要技术性能

1. 扫描范围：2MHz～300MHz低端频率以扫宽10MHz为准；中心频率：２MHz～250MHz；
2. 扫频宽度：最宽大于100ＭHz　最窄小于1ＭＨz；
3. 扫频非线性：扫宽分别为100ＭＨz 和20ＭＨz时，均小于±10％；
4. 输出电压：在0dB衰减时，75Ω终端为0.3Ｖ±10％（连续振荡以
150 MHz为准）温度每变化10℃附加误差为±2.5％；
    5. 输出电平平坦度：０dＢ时，全频段优于±0.5dＢ；
6. 输出衰减器：
⑴粗衰减器：0、10、20、30、40、50、60dＢ，共七档，10dＢ步进；
⑵细衰减器：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10dＢ，共十一档，１dＢ步进；
7. 输出阻抗：75Ω；
8. 频率标记：50ＭＨz频标；10ＭＨz、１ＭＨz复合频标；外接频标
信号．标记精度：优于1×10－4 ；标记形式：菱形；外接频标灵敏度：小于0.5Ｖ；
    9. 显示部分垂直灵敏度：20mV／cm；
10.显示部分输入阻抗：470ＫΩ

6.3 基本操作

1.输入电源电压为220V，按下面板上电源开关，指示灯LED亮。
2.调节辉度旋钮，聚焦旋钮，水平扫描线应明亮清晰。
3.视输入信号而定，极性开关置“+”或“—”，耦合方式置AC或DC。
4.零频率标记识别和频标检查：
⑴置“频标选择”于10、1MHz档，调扫频宽度和频标幅度适中。顺时针旋转 “中心频率”旋钮，扫描线上的频标向右平移，当旋足时屏幕上应出现零频标，零频标的特征是：它的左侧有一幅度较小的频标作为识别标致，零频标右侧第一个为2MHz频标。确定了零频标后，向右依次是2、3、4……MHz频标，满十出现一个大频标，如图A-18所示。逆时针旋转

 
图A-18 零频标识别

 “中心频率”旋钮，屏幕上频标向左平移，自零频标起至300MHz范围内频标应该分得清。
⑵置“频标选择”于50MHz，调节“中心频率”旋钮，全频段内每间隔50MHz出显1个频率标记，间隔分得清。
    ⑶检查外接标记时，置“频标选择”于外接，在外接标记输入端输入30MHz的连续波振荡信号，输入幅度约0.5V，此时在显示器上应出现指示30MHz的菱形标记。
5.检查扫频信号和扫频宽度：
置扫频仪衰减器于0dB、机箱底部“通”“断”开关于“通”、“频标选择”于“10、1”MHz位置，将75Ω射频电缆（粗）接扫频信号输出插座，另一端接低阻检波器“75Ω”输入端，用“50Ω”电缆（细）把低阻检波器输出引入到扫频仪“Y输入”端，调整显示器Y增益，在显示屏幕上出现如图A-19所示的图形。再旋转“中心频率”旋钮，图上的扫频线和频标都相应地跟着移动，在整个扫频范围扫频线应不产生较大起伏。

 
图A-19  扫频信号检查

6.检查扫频线性：
 调节扫频宽度为100MHz（10、1MHz标记读数），调节中心频率旋钮使标记位置如图A-20所示。则扫频线性：± 应小于±10%。
 
图A-20 检查扫频线性

7.检查扫频信号平坦度和衰减器：
 调节扫频宽度为100MHz（50、10MHz标记读数）。置衰减器为0dB。调节显示器的“Y位移”旋钮，使扫描基线显示在屏幕的底线上。调节“Y轴增益”使带有标记的信号线离底线约6格，调节“中心频率”旋钮，自零频标至300MHz找出最大幅度为A。增加1dB衰减时，记下幅度A跌落至B。恢复衰减器为0dB时其全频段（2—300MHz）内，扫频电压波动应落在A和B 之间，如图A-21所示。
 
图A-21 检查扫频信号平坦度和衰减器

8.测量输出电平：
    ⑴ 置超高频毫伏表量程于1V档。开机预热十五分钟，反复调零和调满度后待测。
    ⑵置本仪器粗、细衰减器于0dB。调节中心频于150MHz，扫频宽度最小。机箱底部“通、断”开关于“断”位置，此时用超高频毫伏表测得输出电压应为0.3V。测毕后，“通、断”开关仍恢复于“通”位置。

6.4 测量实例

例：用BT－3G频率特性测试仪测量一个放大器的增益和通频带。
1.增益测量步骤如下：
⑴零分贝校正：先将75Ω射频电缆接扫频信号输出插座，另一端接低阻检波器“75Ω”输入端，用检波电缆（50Ω）把低阻检波器输出引入到“Y输入”端，“输出衰减”置0dB，“Y衰减”置校正档，调节“Y增益”使扫频电压线与基线之间的距离为整数格H（一般取H=5格）。
⑵将经过零分贝校正的频率特性测试仪与被测电路连接好，如图A-22所示。保持“Y增益”旋钮不动，再调节两个“输出衰减”旋钮，使屏幕显示的幅频特性曲线的幅度正好为H，则“输出衰减”的分贝值就等于被测电路的增益。例如：粗衰减为20dB，细衰减为3dB，则增益A＝23dB。

 
图A-22 测量通频带和增益

2.带宽的测量：
频标选“10、1”MHz，调节“中心频率”旋钮和“扫频宽度” 旋钮，从屏幕上显示的幅频特性曲线上确定下限频率fL与上限频率fH（根据fL 和），则带宽为BW = fH－fL。例如：从幅频特性曲线上，读出曲线弯曲段下降到中频段幅度的0.707时所对应的低端频率fL＝47NHz、高端频率fH＝55MHz,则BW ＝55MHz－47MHz＝8MHz。
说明一点，如果被测设备本身带有检波器输出，其输出可直接用电缆馈入显示系统的Y输入端。