一、掃頻儀概述

　　在電子測(cè)量中，經(jīng)常遇到對(duì)網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性和傳輸特性進(jìn)行測(cè)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(lái)測(cè)量前述特性的儀器我們稱為頻率特性測(cè)試儀，簡(jiǎn)稱掃頻儀。它為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整，校準(zhǔn)及故障的排除提供了極大的方便。

　　作用

　　掃頻儀一般由掃描鋸齒波發(fā)生器、掃頻信號(hào)發(fā)生器、寬帶放大器、頻標(biāo)信號(hào)發(fā)生器、X軸放大、Y軸放大、顯示設(shè)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(gè)鋸齒波一方面控制掃頻信號(hào)發(fā)生器，對(duì)掃頻信號(hào)進(jìn)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，使電子束產(chǎn)生水平掃描。由于這個(gè)鋸齒波同時(shí)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(duì)應(yīng)于某一瞬時(shí)頻率。從左向右頻率逐漸增高，并且是線性變化的。

　　掃頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的掃頻信號(hào)送到寬帶放大器放大后，送入衰減器，然后輸出掃頻信號(hào)到被測(cè)電路。為了消除掃頻信號(hào)的寄生調(diào)幅，寬帶放大器增設(shè)了自動(dòng)增益控制器（AGC）。寬帶放大器輸出的掃頻信號(hào)送到頻標(biāo)混頻器，在頻標(biāo)混頻器中與1MHz和10MHz或50MHz晶振信號(hào)或外頻標(biāo)信號(hào)進(jìn)行混頻。產(chǎn)生的頻標(biāo)信號(hào)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(hào)通過被測(cè)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(cè)電路的幅頻特性曲線。

　　二、掃頻儀怎么使用

　　（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(shí)針旋動(dòng)此旋鈕，即可接通電源，繼續(xù)順時(shí)針旋動(dòng)，熒光屏上顯示的光點(diǎn)或圖形亮度增加。使用時(shí)亮度宜適中。

　　（2）聚焦旋鈕 調(diào)節(jié)屏幕上光點(diǎn)細(xì)小圓亮或亮線清晰明亮，以保證顯示波形的清晰度。

　　（3）坐標(biāo)亮度旋鈕 在屏幕的4個(gè)角上，裝有4個(gè)帶顏色的指示燈泡，使屏幕的坐標(biāo)尺度線顯示明暸。旋鈕從中間位置向順時(shí)針方向旋動(dòng)時(shí)，熒光屏上兩個(gè)對(duì)角位置的黃燈亮，屏幕上出現(xiàn)黃色的坐標(biāo)線；從中間位置逆時(shí)針方向旋動(dòng)時(shí)，另兩個(gè)對(duì)角位置的紅燈亮，顯示出紅色的坐標(biāo)線。黃色坐標(biāo)線便于觀察，紅色坐標(biāo)利于攝影。

　　（4）Y軸位置旋鈕 調(diào)節(jié)熒光屏上光點(diǎn)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(gè)衰減檔級(jí)。根據(jù)輸入電壓的大小選擇適當(dāng)?shù)乃p檔級(jí)。

　　（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）影象極性開關(guān)用來(lái)改變屏幕上所顯示的曲線波形正負(fù)極性。當(dāng)開關(guān)在“+”位置時(shí)，波形曲線向上方向變化（正極性波形）；當(dāng)開關(guān)在“-”位置時(shí)，波形曲線向下方向變化（負(fù)極性波形）。當(dāng)曲線波形需要正負(fù)方向同時(shí)顯示時(shí)，只能將開關(guān)在“+”和“-”位置往復(fù)變動(dòng)，才能觀察曲線波形的全貌。

　　（8）Y軸輸入插座由被測(cè)電路的輸出端用電纜探頭引接此插座，使輸入信號(hào)經(jīng)垂直放大器，便可顯示出該信號(hào)的曲線波形。

　　2、掃描部分

　　（9）波段開關(guān)輸出的掃頻信號(hào)按中心頻率劃分為三個(gè)波段（第I波段1MHz～75MHz、第II波段75MHz～150MHz、第III波段150MHz～300MHz）可以根據(jù)測(cè)試需要來(lái)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(biāo)定的中心頻率不是十分準(zhǔn)確的，一般是采用邊調(diào)節(jié)度盤，邊看頻標(biāo)移動(dòng)的數(shù)值來(lái)確定中心頻率位置。

　　（11）輸出衰減（dB）開關(guān)根據(jù)測(cè)試的需要，選擇掃頻信號(hào)的輸出幅度大小。按開關(guān)的衰減量來(lái)劃分，可分粗調(diào)、細(xì)調(diào)兩種。粗調(diào)：0dB，10dB，20dB，30dB，40dB，50dB，60dB，細(xì)調(diào)：0dB，2dB，3dB，4dB，6dB，8dB，10dB。粗調(diào)和細(xì)調(diào)衰減的總衰減量為70dB。

　　（12）掃頻電壓輸出插座掃頻信號(hào)由此插座輸出，可用75Ω匹配電纜探頭或開路電纜來(lái)連接，引送到被測(cè)電路的輸入端，以便進(jìn)行測(cè)試。

　　3、頻標(biāo)部分

　　（13）頻標(biāo)選擇開關(guān)有l(wèi)MHz、l0MHz和外接三檔。當(dāng)開關(guān)置于1MHz檔時(shí)，掃描線上顯示lMHz的菱形頻標(biāo)；置于10MHz檔時(shí)，掃描線上顯示10MHz的菱形頻標(biāo)；置于外接時(shí)，掃描線上顯示外接信號(hào)頻率的頻標(biāo)。

　　（14）頻標(biāo)幅度旋鈕調(diào)節(jié)頻標(biāo)幅度大小。一般幅度不宜太大，以觀察清楚為準(zhǔn)。

　　（15）頻率偏移旋鈕調(diào)節(jié)掃頻信號(hào)的頻率偏移寬度。在測(cè)試時(shí)可以調(diào)整適合被測(cè)電路的通頻帶寬度所需的頻偏，順時(shí)針方向旋動(dòng)時(shí)，頻偏增寬，最大可達(dá)±7.5MHz以上，反之則頻偏變窄，最小在±0.5MHz以下。

　　（16）外接頻標(biāo)輸入接線柱當(dāng)頻標(biāo)選擇開關(guān)置于外接頻標(biāo)檔時(shí)，外來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)由此接線柱引入，這時(shí)在掃描線上顯示外頻標(biāo)信號(hào)的標(biāo)記。

　　掃頻儀使用方法圖解_掃頻儀的使用方法教程

　　1、測(cè)試探頭的選擇本儀器配有檢波輸入、開路輸入、匹配輸出和開路輸出四根測(cè)量用電纜探頭。電纜線的阻抗為75Ω，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(shí)應(yīng)予以區(qū)別。

　　輸入電纜探頭的選擇：當(dāng)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸出端有檢波器時(shí)（如電視接收機(jī)的圖象中放），應(yīng)選用開路輸入電纜探頭。若被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸出端不帶檢波器（如電視接收機(jī)的視放級(jí)），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(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗為75Ω，應(yīng)選用開路輸出電纜探頭；被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗為高阻抗，則應(yīng)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(lái)誤差。

　　2、測(cè)試前的檢查

　　（l）測(cè)試準(zhǔn)備儀器接通電源，預(yù)熱10分鐘后，調(diào)好輝度和聚焦，便可對(duì)儀器進(jìn)行檢查。

　　（2）頻標(biāo)的檢查將頻標(biāo)選擇開關(guān)置于1MHz或10MHz檔。掃描基線上應(yīng)呈現(xiàn)若干個(gè)菱形頻標(biāo)信號(hào)，調(diào)節(jié)頻標(biāo)幅度旋鈕，可以均勻地改變頻標(biāo)的大小。

　　（3）頻偏的檢查將頻率偏移旋鈕由最小旋到最大時(shí)，熒光屏上呈現(xiàn)的頻標(biāo)數(shù)，應(yīng)滿足±0.5MHz～±7.5MHz連續(xù)可調(diào)。

　　（4）輸出掃頻信號(hào)頻率范圍的檢查儀器的掃頻信號(hào)頻率覆蓋范圍（中心頻率覆蓋范圍），應(yīng)達(dá)到lMHz～300MHz，三個(gè)波段的銜接應(yīng)有適當(dāng)余量。

　　檢查時(shí)將儀器輸入端接入檢波輸出電纜，儀器輸出端接上75Ω匹配電纜，直接連接這兩根電纜探頭，Y軸增益調(diào)整得當(dāng)，屏幕上即顯示出理想的矩形曲線（由于等幅的掃頻信號(hào)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(gè)矩形曲線）。這時(shí)，將頻標(biāo)增益放在適當(dāng)位置，頻標(biāo)選擇放在10MHz處，在各個(gè)波段上轉(zhuǎn)動(dòng)中心頻率度盤，屏幕上顯示的矩形曲線會(huì)出現(xiàn)一個(gè)凹陷點(diǎn)。這個(gè)凹陷點(diǎn)就是掃頻信號(hào)的零頻率點(diǎn)（這是由于示波器的垂直放大器在零頻率點(diǎn)增益明顯下降造成的）。以此為起點(diǎn)檢查第I波段的頻率范圍；然后再順次檢查第Ⅱ波段和第Ⅲ波段的頻率范圍。檢查時(shí)，用10MHz的頻標(biāo)，當(dāng)每個(gè)波段在轉(zhuǎn)動(dòng)中心頻率度盤時(shí)，其頻標(biāo)通過屏面中心線的個(gè)數(shù)應(yīng)達(dá)到以下要求：第I波段頻標(biāo)為8個(gè)，頻率范圍為1MHz～75MHz；第Ⅱ波段頻標(biāo)為9個(gè)，頻率范圍為75MHz～150MHz；第Ⅲ波段頻標(biāo)為15個(gè)，頻率范圍為150MHz～300MHz。

　　（5）輸出掃頻信號(hào)寄生調(diào)幅的檢查

　　同頻率范圍的檢查項(xiàng)。將粗、細(xì)衰減均置于0dB檔級(jí)，調(diào)節(jié)Y軸增益旋鈕，使屏幕上顯示的矩形具有適當(dāng)?shù)母叨取Ｔ谝?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(cè)得矩形的最大高度A和最小高度B，即可計(jì)算掃頻信號(hào)的寄生調(diào)幅系數(shù)

　　M（%）=［（A-B）/（A+B）］×100%

　　要求在整個(gè)頻段范圍內(nèi)，M≤±7.5%。按此指標(biāo)分別檢查Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ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75Ω電阻的電纜，用超高頻毫伏表測(cè)量其電纜輸出電壓，其有效值應(yīng)大于100mV。在沒有超高頻毫伏表時(shí)，直接從儀器上亦可檢查，檢查時(shí)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(cè)試方法

　　在進(jìn)行測(cè)試前檢查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行幅頻特性的測(cè)試。

　　（1）根據(jù)被測(cè)電路指標(biāo)規(guī)定的中心頻率值，選擇適當(dāng)?shù)牟ǘ伍_關(guān)檔級(jí)和調(diào)節(jié)中心頻率度盤。

　　（2）按圖6-8所示電路連接被測(cè)電路和掃頻儀。若被測(cè)電路是個(gè)不帶檢波器的四端網(wǎng)絡(luò)，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(cè)電路的輸入端，另一端（檢波頭）接被測(cè)電路的輸出端。若被測(cè)電路是帶有檢波器的四端網(wǎng)絡(luò)，則不用探測(cè)器，而用輸入電纜線直接將被測(cè)對(duì)象的檢波輸出接到本儀器的Y軸輸入端。

　　（3）選擇適當(dāng)?shù)妮敵鏊p開關(guān)和Y軸增益旋鈕。

　　（4）選擇測(cè)試所需的頻標(biāo)選擇開關(guān)檔級(jí)和適當(dāng)調(diào)節(jié)頻標(biāo)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(jìn)行定量讀數(shù)。根據(jù)頻標(biāo)，可以直接讀出幅頻特性曲線的頻率值。如果測(cè)讀的頻率不在頻標(biāo)上，則可根據(jù)相鄰兩個(gè)頻標(biāo)之間占據(jù)的水平距離進(jìn)行粗略的估算。若須要精確測(cè)量頻率，可采用外接頻標(biāo)信號(hào)。

　　關(guān)于頻標(biāo)的讀法。測(cè)讀頻標(biāo)須先把頻標(biāo)開關(guān)置于10MHz處進(jìn)行粗測(cè)。在此基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)換頻標(biāo)選擇到1MHz進(jìn)行精測(cè)。如嫌測(cè)量精度不夠，可以使用外接連續(xù)頻標(biāo)。當(dāng)波段置于I、頻標(biāo)選擇置于10MHz、頻率偏移調(diào)整到至少能看到兩個(gè)10MHz頻標(biāo)時(shí)，屏幕上出現(xiàn)幅度較大間隔均勻的10MHz大頻標(biāo)。當(dāng)中心頻率在“0”附近時(shí)（中心頻率度盤轉(zhuǎn)到“0”），屏幕上有一個(gè)寬度比其余頻標(biāo)寬很多，由若干正弦波形構(gòu)成的菱形頻標(biāo)，這就是0MHz的頻標(biāo)。在它右邊的第一個(gè)大頻標(biāo)是l0MHz，第二個(gè)大頻標(biāo)是20MHz，依次類推。在相鄰兩個(gè)大頻標(biāo)的中心，有一個(gè)幅度稍低的頻標(biāo)是5MHz頻標(biāo)。例如在20MHz和30MHz中間的則是25MHz。幅度更小的頻標(biāo)已不能作測(cè)讀頻率用。當(dāng)中心頻率度盤在“75”附近轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，離中心線最近而且始終不會(huì)移動(dòng)到中心線左側(cè)的那個(gè)大頻標(biāo)是80MHz。當(dāng)波段置于Ⅱ、頻標(biāo)選擇置于10MHz、頻率偏移調(diào)到適當(dāng)位置時(shí)，在中心頻率度盤在“75”附近反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有一個(gè)在屏幕中心線左側(cè)，離中心線最近且始終不能移動(dòng)到中心線右側(cè)的l0MHz大頻標(biāo)，它即是70MHz的頻標(biāo)。在它右邊的第一個(gè)大頻標(biāo)是80MHz，第二個(gè)是90MHz??。在“150”附近反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)中心頻率度盤，有一個(gè)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(dòng)到中心線左側(cè)的那個(gè)大頻標(biāo)是160MHz的頻標(biāo)。在它左邊的第一個(gè)大頻標(biāo)即是150MHz??。在相鄰兩l0MHz大頻標(biāo)的中心，有一個(gè)幅度稍低的頻標(biāo)是5MHz頻標(biāo)，例如在80和90MHz之間的則是85MHz。幅度更小的頻標(biāo)已不能再作測(cè)讀之用。當(dāng)波段置于Ⅲ時(shí)，其頻標(biāo)讀法與置Ⅱ時(shí)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(dòng)到中心線右側(cè)的10MHz頻標(biāo)是140MHz，在中心線右側(cè)，離中心線最近且始終不能移動(dòng)到中心線左側(cè)的10MHz頻標(biāo)是310MHz。

　　若要用lMHz頻標(biāo)測(cè)讀，須在上述用l0MHz測(cè)讀的基礎(chǔ)上進(jìn)行。把某個(gè)l0MHz的頻標(biāo)記住或做好標(biāo)記，轉(zhuǎn)換頻標(biāo)選擇開關(guān)至1MHz，這時(shí)在原標(biāo)記頻標(biāo)位置出現(xiàn)的lMHz頻標(biāo)即是“某10MHz”頻標(biāo)，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(gè)lMHz頻標(biāo)中間出現(xiàn)的幅度稍低的頻標(biāo)是0.5MHz頻標(biāo)。更小的頻標(biāo)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(cè)讀被測(cè)電路的增益。必須先進(jìn)行0dB校正。校正時(shí)，將掃頻儀接有75Ω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(gè)高度稱為0dB校正線。然后按圖6-8所示接入被測(cè)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(jí)，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(cè)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(jìn)行粗略的估算。

　　（6）注意事項(xiàng)

　　其一，掃頻儀與被測(cè)電路相連接時(shí)，必須考慮阻抗匹配問題。如被測(cè)電路的輸入阻抗為75Ω，應(yīng)采用終端開路的輸出電纜線；如被測(cè)電路的輸入阻抗很大，應(yīng)采用終端接有75Ω的輸出電纜線，否則應(yīng)采用阻抗匹配轉(zhuǎn)換的措施。

　　其二，若被測(cè)電路內(nèi)部帶有檢波器，不應(yīng)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(shí)，如發(fā)現(xiàn)圖形有異常的曲折，則表示被測(cè)電路有寄生振蕩，在測(cè)試前予以排除。

　　其四，測(cè)試時(shí)，輸出電纜和檢波探頭的接地線應(yīng)盡量短些，切忌在檢波頭上加接導(dǎo)線（也不應(yīng)另外加接地線）