扫频仪怎么使用

　　在电子测量中，经常遇到对网络的阻抗特性和传输特性进行测量的问题，其中传输特性包括增益和衰减特性、幅频特性、相频特性等。用来测量前述特性的仪器我们称为频率特性测试仪，简称扫频仪。它为被测网络的调整，校准及故障的排除提供了极大的方便。

　　作用

　　扫频仪一般由扫描锯齿波发生器、扫频信号发生器、宽带放大器、频标信号发生器、X轴放大、Y轴放大、显示设备、面板键盘以及多路输出电源等部分组成。其基本工作过程是通过电源变压器将50Hz市电降压后送入扫描锯齿波发生器，就形成了锯齿波，这个锯齿波一方面控制扫频信号发生器，对扫频信号进行调频，另一方面该锯齿波送到X轴偏转放大器放大后，去控制示波器X轴偏转板，使电子束产生水平扫描。由于这个锯齿波同时控制电子束水平扫描和扫频振荡器，因此电子束在示波管荧光屏上的每一水平位置对应于某一瞬时频率。从左向右频率逐渐增高，并且是线性变化的。

　　扫频信号发生器产生的扫频信号送到宽带放大器放大后，送入衰减器，然后输出扫频信号到被测电路。为了消除扫频信号的寄生调幅，宽带放大器增设了自动增益控制器（AGC）。宽带放大器输出的扫频信号送到频标混频器，在频标混频器中与1MHz和10MHz或50MHz晶振信号或外频标信号进行混频。产生的频标信号送入Y轴偏转放大器放大后输出给示波管的Y轴偏转板。扫频信号通过被测电路后，经过Y轴电位器、衰减器、放大器放大后送到示波管的Y轴偏转板，得被测电路的幅频特性曲线。

　　（一）面板装置

　　BT-3型扫频仪的面板如图6-5所示。

　　1、显示部分

　　（1）电源、辉度旋钮 该控制装置是一只带开关的电位器，兼电源开关的辉度旋钮两种作用。顺时针旋动此旋钮，即可接通电源，继续顺时针旋动，荧光屏上显示的光点或图形亮度增加。使用时亮度宜适中。

　　（2）聚焦旋钮 调节屏幕上光点细小圆亮或亮线清晰明亮，以保证显示波形的清晰度。

　　（3）坐标亮度旋钮 在屏幕的4个角上，装有4个带颜色的指示灯泡，使屏幕的坐标尺度线显示明暸。旋钮从中间位置向顺时针方向旋动时，荧光屏上两个对角位置的黄灯亮，屏幕上出现黄色的坐标线；从中间位置逆时针方向旋动时，另两个对角位置的红灯亮，显示出红色的坐标线。黄色坐标线便于观察，红色坐标利于摄影。

　　（4）Y轴位置旋钮 调节荧光屏上光点或图形在垂直方向上的位置。

　　（5）Y轴衰减开关有1，10，100 三个衰减档级。根据输入电压的大小选择适当的衰减档级。

　　（6）Y轴增益旋钮调节显示在荧光屏上图形垂直方向幅度的大小。

　　（7）影象极性开关用来改变屏幕上所显示的曲线波形正负极性。当开关在“+”位置时，波形曲线向上方向变化（正极性波形）；当开关在“-”位置时，波形曲线向下方向变化（负极性波形）。当曲线波形需要正负方向同时显示时，只能将开关在“+”和“-”位置往复变动，才能观察曲线波形的全貌。

　　（8）Y轴输入插座由被测电路的输出端用电缆探头引接此插座，使输入信号经垂直放大器，便可显示出该信号的曲线波形。

　　2、扫描部分

　　（9）波段开关输出的扫频信号按中心频率划分为三个波段（第I波段1MHz～75MHz、第II波段75MHz～150MHz、第III波段150MHz～300MHz）可以根据测试需要来选择波段。

　　（10）中心频率度盘能连续地改变中心频率。度盘上所标定的中心频率不是十分准确的，一般是采用边调节度盘，边看频标移动的数值来确定中心频率位置。

　　（11）输出衰减（dB）开关根据测试的需要，选择扫频信号的输出幅度大小。按开关的衰减量来划分，可分粗调、细调两种。粗调：0dB，10dB，20dB，30dB，40dB，50dB，60dB，细调：0dB，2dB，3dB，4dB，6dB，8dB，10dB。粗调和细调衰减的总衰减量为70dB。

　　（12）扫频电压输出插座扫频信号由此插座输出，可用75Ω匹配电缆探头或开路电缆来连接，引送到被测电路的输入端，以便进行测试。

　　3、频标部分

　　（13）频标选择开关有lMHz、l0MHz和外接三档。当开关置于1MHz档时，扫描线上显示lMHz的菱形频标；置于10MHz档时，扫描线上显示10MHz的菱形频标；置于外接时，扫描线上显示外接信号频率的频标。

　　（14）频标幅度旋钮调节频标幅度大小。一般幅度不宜太大，以观察清楚为准。

　　（15）频率偏移旋钮调节扫频信号的频率偏移宽度。在测试时可以调整适合被测电路的通频带宽度所需的频偏，顺时针方向旋动时，频偏增宽，最大可达±7.5MHz以上，反之则频偏变窄，最小在±0.5MHz以下。

　　（16）外接频标输入接线柱当频标选择开关置于外接频标档时，外来的标准信号发生器的信号由此接线柱引入，这时在扫描线上显示外频标信号的标记。

　　1、测试探头的选择本仪器配有检波输入、开路输入、匹配输出和开路输出四根测量用电缆探头。电缆线的阻抗为75Ω，它们的一端都有插头，接到扫频仪的“Y轴输入”或“扫频电压输出”插座上；另一端则不相同。各种电缆探头电路如图6-6所示。这些探头的用途各不相同，使用时应予以区别。

　　输入电缆探头的选择：当被测网络的输出端有检波器时（如电视接收机的图象中放），应选用开路输入电缆探头。若被测网络的输出端不带检波器（如电视接收机的视放级），必须使用带检波探头的输入电缆。

　　输出电缆探头的选择：被测网络的输入阻抗为75Ω，应选用开路输出电缆探头；被测网络的输入阻抗为高阻抗，则应选用匹配输出电缆探头。否则，由于不匹配，将使扫频仪的输出减小，并带来误差。

　　2、测试前的检查

　　（l）测试准备仪器接通电源，预热10分钟后，调好辉度和聚焦，便可对仪器进行检查。

　　（2）频标的检查将频标选择开关置于1MHz或10MHz档。扫描基线上应呈现若干个菱形频标信号，调节频标幅度旋钮，可以均匀地改变频标的大小。

　　（3）频偏的检查将频率偏移旋钮由最小旋到最大时，荧光屏上呈现的频标数，应满足±0.5MHz～±7.5MHz连续可调。

　　（4）输出扫频信号频率范围的检查仪器的扫频信号频率覆盖范围（中心频率覆盖范围），应达到lMHz～300MHz，三个波段的衔接应有适当余量。

　　检查时将仪器输入端接入检波输出电缆，仪器输出端接上75Ω匹配电缆，直接连接这两根电缆探头，Y轴增益调整得当，屏幕上即显示出理想的矩形曲线（由于等幅的扫频信号经检波后的输出为一直流电压，因此在屏幕上显示出一个矩形曲线）。这时，将频标增益放在适当位置，频标选择放在10MHz处，在各个波段上转动中心频率度盘，屏幕上显示的矩形曲线会出现一个凹陷点。这个凹陷点就是扫频信号的零频率点（这是由于示波器的垂直放大器在零频率点增益明显下降造成的）。以此为起点检查第I波段的频率范围；然后再顺次检查第Ⅱ波段和第Ⅲ波段的频率范围。检查时，用10MHz的频标，当每个波段在转动中心频率度盘时，其频标通过屏面中心线的个数应达到以下要求：第I波段频标为8个，频率范围为1MHz～75MHz；第Ⅱ波段频标为9个，频率范围为75MHz～150MHz；第Ⅲ波段频标为15个，频率范围为150MHz～300MHz。

　　（5）输出扫频信号寄生调幅的检查

　　同频率范围的检查项。将粗、细衰减均置于0dB档级，调节Y轴增益旋钮，使屏幕上显示的矩形具有适当的高度。在规定的±7.5Mz频偏下，观察屏幕上的矩形（如图6-7所示）。根据测得矩形的最大高度A和最小高度B，即可计算扫频信号的寄生调幅系数

　　M（%）=［（A-B）/（A+B）］×100%

　　要求在整个频段范围内，M≤±7.5%。按此指标分别检查Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ波段。

　　（6）仪器输出电压的检查

　　在仪器输出孔上插入终端接有75Ω电阻的电缆，用超高频毫伏表测量其电缆输出电压，其有效值应大于100mV。在没有超高频毫伏表时，直接从仪器上亦可检查，检查时将Y轴衰减开关放在10档，Y轴增益旋钮旋至最大，屏幕上矩形高度只要大于20mm，即符合要求。

　　3、电路幅频特性的基本测试方法

　　在进行测试前检查的基础上，进行幅频特性的测试。

　　（1）根据被测电路指标规定的中心频率值，选择适当的波段开关档级和调节中心频率度盘。

　　（2）按图6-8所示电路连接被测电路和扫频仪。若被测电路是个不带检波器的四端网络，将输出匹配电缆接到仪器的扫频电压输出插座，电缆的另一端接到被测电路的输入端，另一端（检波头）接被测电路的输出端。若被测电路是带有检波器的四端网络，则不用探测器，而用输入电缆线直接将被测对象的检波输出接到本仪器的Y轴输入端。

　　（3）选择适当的输出衰减开关和Y轴增益旋钮。

　　（4）选择测试所需的频标选择开关档级和适当调节频标幅度旋钮。

　　（5）根据扫频仪屏幕上所显示的幅频特性曲线和面板控制装置，进行定量读数。根据频标，可以直接读出幅频特性曲线的频率值。如果测读的频率不在频标上，则可根据相邻两个频标之间占据的水平距离进行粗略的估算。若须要精确测量频率，可采用外接频标信号。

　　关于频标的读法。测读频标须先把频标开关置于10MHz处进行粗测。在此基础上，转换频标选择到1MHz进行精测。如嫌测量精度不够，可以使用外接连续频标。当波段置于I、频标选择置于10MHz、频率偏移调整到至少能看到两个10MHz频标时，屏幕上出现幅度较大间隔均匀的10MHz大频标。当中心频率在“0”附近时（中心频率度盘转到“0”），屏幕上有一个宽度比其余频标宽很多，由若干正弦波形构成的菱形频标，这就是0MHz的频标。在它右边的第一个大频标是l0MHz，第二个大频标是20MHz，依次类推。在相邻两个大频标的中心，有一个幅度稍低的频标是5MHz频标。例如在20MHz和30MHz中间的则是25MHz。幅度更小的频标已不能作测读频率用。当中心频率度盘在“75”附近转动时，离中心线最近而且始终不会移动到中心线左侧的那个大频标是80MHz。当波段置于Ⅱ、频标选择置于10MHz、频率偏移调到适当位置时，在中心频率度盘在“75”附近反复转动时，有一个在屏幕中心线左侧，离中心线最近且始终不能移动到中心线右侧的l0MHz大频标，它即是70MHz的频标。在它右边的第一个大频标是80MHz，第二个是90MHz„„。在“150”附近反复转动中心频率度盘，有一个位于屏幕垂直中心线右侧，离中心线最近且始终不能移动到中心线左侧的那个大频标是160MHz的频标。在它左边的第一个大频标即是150MHz„„。在相邻两l0MHz大频标的中心，有一个幅度稍低的频标是5MHz频标，例如在80和90MHz之间的则是85MHz。幅度更小的频标已不能再作测读之用。当波段置于Ⅲ时，其频标读法与置Ⅱ时相类似，只不过在垂直中心左侧，离中心线最近而始终不能移动到中心线右侧的10MHz频标是140MHz，在中心线右侧，离中心线最近且始终不能移动到中心线左侧的10MHz频标是310MHz。

　　若要用lMHz频标测读，须在上述用l0MHz测读的基础上进行。把某个l0MHz的频标记住或做好标记，转换频标选择开关至1MHz，这时在原标记频标位置出现的lMHz频标即是“某10MHz”频标，在它左边的依次是“某10-1MHz”，“某10-2MHz”（如29、28）等；在它右边的依次是“某10+1MHz”，“某10+2MHz”（如31、32）等。在相邻两个lMHz频标中间出现的幅度稍低的频标是0.5MHz频标。更小的频标已不能读数。

　　根据输出衰减旋钮位置和幅频特性曲线的高度可测读被测电路的增益。必须先进行0dB校正。校正时，将扫频仪接有75Ω电阻的输入电缆，直接与检波头相连，输出衰减开关置于0dB，调节Y轴增益旋钮，使屏幕上显示的矩形有一定的高度（例如为5格），这个高度称为0dB校正线。然后按图6-8所示接入被测电路。在保持Y轴增益旋钮位置不变的情况下，改变输出衰减开关的档级，使显示的幅频特性曲线高度处于0dB校正线附近。如果高度正好和校正线等高，则输出衰减开关所指分贝刻度即为被测电路的增益值。如果幅频特性曲线高度不在0dB校正线上，则可根据每格的增益倍数（根据分贝数据算）进行粗略的估算。

　　（6）注意事项

　　其一，扫频仪与被测电路相连接时，必须考虑阻抗匹配问题。如被测电路的输入阻抗为75Ω，应采用终端开路的输出电缆线；如被测电路的输入阻抗很大，应采用终端接有75Ω的输出电缆线，否则应采用阻抗匹配转换的措施。

　　其二，若被测电路内部带有检波器，不应再用检波探头电缆，而直接用开路电缆与仪器相连。

　　其三，在显示幅频特性时，如发现图形有异常的曲折，则表示被测电路有寄生振荡，在测试前予以排除。

　　其四，测试时，输出电缆和检波探头的接地线应尽量短些，切忌在检波头上加接导线（也不应另外加接地线）