BT3C扫频仪的使用Word文件下载.docx

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实际上它就是频率可控的正弦振荡器，其工作大原理和调频振荡器相似，但扫频振荡器的扫频宽度远大于调频振荡器的频偏，前者中心频率变动范围也比后者大得多。

扫频振荡器除具有一般正弦振荡器所具有的工作特性外，还需满足如下要求：

1．中心频率范围宽，且可连续调节。

中心频率是指扫频信号从低频到高频之间中心位置的频率。

不同测试对象对中心频率有不同频段要求，如高频段、中频段和音频段等。

2．扫频宽度（常叫频偏）要宽，并可任意调节。

频偏是指调频波中的瞬时频率和中心频率之间的差值。

显然，频偏应能覆盖被测电路的通频带，以便测绘该电路完整的频率特性曲线。

如测试电视接收的图象中频通道，要求频偏达土5MHz测试伴音中频通道时，频偏只

需0.5MHz。

3．寄生调幅要小。

理想的调频波应是等幅波。

只有在扫频信号幅度保持恒定不变的情况下，被测电路输出信号的包络才能表征该电路的幅频特性曲线，否则会导致错误结果。

4．良好的扫频线性度。

当扫频信号的频率和调制信号间成直线关系时，示波管的水平轴则变成线性的频率轴，这时幅频特性曲线上的频率标尺将均匀分布，便于观察，否则导致曲线畸变。

（二）BT-3型频率特性图示仪的主要技术指标：

1中心频率（指扫描基线为100mm在最大频偏时，对准荧光屏中心刻度线的频率）：

在1MH—300MHz内可以连续调节，分三个波段实现。

2•有效扫频宽度：

土0.5MHz〜土7.5MHz可连续调节。

3.寄生调幅系数：

》土7.5%。

4•扫频线性度：

在频偏土7.5MHz时，应〉20%

5•输出扫频信号电压：

〉0.1V（应接75Q匹配负载，输出衰减置于0dB）。

6.输出电压调节方式：

步进衰减（粗）：

0/10/20/30/40/50/60dB;

步进衰减（细）：

0/2/3/4/6/8/10dB。

7.检波探测器的输入电容：

》5pF（最大允许直流电压300V）。

（三）磁调制

所谓磁调制，就是用磁芯线圈作为振荡器的回路电感，利用加在磁芯励磁线圈上的调制电流来改变磁芯线圈电感量，从而达到扫（调）频的目的（或说达到振荡器所需频偏的目的）在线性扫频条件下，扫频振荡器的瞬时频率变化规律与调制线圈中的调制电流变化规律成线性关系。

为了把示波管屏幕的水平坐标变换成线性的频率坐标，要求调制电流波形必须与扫描电压波形完全相同。

在感性负载的励磁线圈中产生正弦形电流要比其它波形电流方便得多。

所以，磁调制采用正弦波调制信号，直接取自50Hz交流市电。

通过电位器调节输入的

50Hz市电信号幅度，可调节扫频信号频偏大小。

（四）扫频振荡器

BT3型超高频扫频仪的中心频率调节范围为1〜300MHz分三个波段来实现。

1.第I波段：

中心频率为1〜75MHz由于相对扫频宽度太大，扫频线性度、寄生调幅的矛盾尤为突出，一般扫频器难以保证。

故扫频信号通过差频法获得。

定频振荡器，电容三点式振荡器。

所谓定频，就是其振荡频率为某一恒定值，没有扫

频信号。

借助蝶形电容的调节，振荡频率可在290MHz-215MHz范围内变化（面板上的“中

心频率”旋钮）。

调（扫）频振荡器也是三点式电路，振荡频率为290MHz由于振荡线圈L是绕在电流

调制器的高频磁芯上，因而在调制电流作用下，将得到频偏＞±

7.5MHz的扫频信号。

扫频、定频两信号经混频管的非线性作用后，由低通滤波器取出其差频信号。

经宽频带放大器予以放大，使输出信号幅度大于0.1V。

从而得到中心频率在1MHz-75MHz内连续

可调，而频偏为土7.5MHz的扫频信号了。

2.第H波段：

中心频率为75MHz-150MHz

此波段是普通的磁扫频器。

由绕在高频磁芯上的L实现扫频振荡，中心频率的连续调

节通过调节振荡回路蝶形电容实现。

3.第川波段为：

中心频率为150MHZ-300MHz

为了获得中心频率更高的扫频信号，第川波段采用了推挽式倍频电路，得到第n波段的二次谐波，使中心频率可在150MH—300MHz范围内连续调节。

（五）回扫图形的消隐

BT3型扫频仪中，用50Hz正弦波作为扫频振荡器的调制信号和示波管的水平扫描信号，其扫描正程和逆程时间相同。

在调制（扫描）信号的上升段，示波管电子束自左向右描绘频

率特性曲线（正程）；

在信号的下降段，电子束按理应当自右向左沿着同一轨迹返回（逆程），

扫描出同样的频率特性曲线，为什么还要将回扫图形消隐掉呢？

这是由于磁滞材料特有的“磁滞回线”引起的，即当调制电流由大到小变化时，瞬时振荡频率将不再沿原来的曲线减小，而是沿新的曲线减小，也就是说，通过被测网络后，在荧

光屏上将得到不能完全重合的两条频率特性曲线，给观测带来不便。

⑻原理图

（b）频标的形成

图6-3频标电路原理框图

实用扫频仪都采用令回扫期扫频振荡器停振的办法。

即来自电源变压器次级，未经移相的电压加到负脉冲形成电路，形成的负脉冲加到扫频振荡器，使其在回扫期无扫频信号输出，因而电子束将仅在水平扫描信号作用下，沿水平轴返回，在荧光屏上显示出一条零电平的水平基线。

这种方法不仅去掉了多余的回扫曲线，同时这条水平基线正好用作被测频率特性曲线的参考基线（零值线），给观测带来方便。

（6）频标电路为了充分发挥使用扫频仪的简便，迅速和直观的优点，还必须在被显示的频率特性曲线上附加频率标记，即利用“频标”来确定曲线上任一点所对应的频率值。

BT3型扫频仪采用差频的方法来获得频标。

工作原理可用图6-3予以说明。

暂不考虑谐波发生器，在频标混频器里象一切非线性电路工作一样，频率稳定度很高的1MHz（或10MHZ晶振信号和扫频信号混频，结果将产生差频输出。

扫频信号的频率在fmin到fmax范围内反复扫变，当扫频信号的频率自fmin向晶振频率接近时，频差越来越小；

当

频率扫变到等于晶振频率时，产生零拍差频；

而当扫频信号频率向fmax接近时，则频差越来

越大。

差频信号波形在晶振频率处是中间疏两边越来越密。

这个波形经带通滤波器后，差频信号的高频成分被滤掉，只有在晶振频率附近，差频信号的低频成分保留下来，而且离开晶振频率愈远的差频信号幅度衰减愈大。

这部分被保留下来的差频信号形状如同一个菱形，常被叫做“菱形频标”。

图6-3中（3）是迭加在被测网络频率特性曲线上的菱形频标，它指出曲线在该点的频率就是晶振信号的频率。

频标的“菱形”是差频信号通过滤波器后的包络形状。

图（4）是放大了的菱形频标波形图。

不难设想，改变晶体振荡器的频率，菱形频标的位置将在被测频率特性曲线上相应移动，外接频标正是按此原理工作的。

当测量宽频带电路时，需要在被测频率特性曲线上出现具有单位频率间隔的一系列频标，即所谓的“频率标尺”，通常多用十进制的频率标志，使我们能方便地度量出被测频率特性曲线的频率范围。

频率标尺的形成是以差频方法为基础，仅仅增加了谐波发生器。

晶体振荡器输出的1MHz（或10MHZ信号，经谐波发生器后，将产生1MHz2MHz3MHz……一系列倍频信号，每当扫频信号频率扫经上述任一频率时，都同样要产生差拍信号，进而形成一系列菱形频标。

二、BT-3型整机电路概述

图6-4是BT-3型扫频仪的原理方框图。

在对仪器各单元电路分析的基础上，现对整机电路工作原理作如下概述。

当“波段”开关指向“I”波段时，扫频振荡器I工作，中心频率为290MHz在调制

电流放大器输出的50Hz正弦形调制电流作用下，借助“频率偏移”旋钮的调节，扫频信号频偏可在土0.5〜土7.5MHz范围内连续调节。

为了消除磁滞回线的不良影响，在调制电流自最大值到最小值的变化期间，由截止脉冲形成电路产生的截止负脉冲，令扫频振荡器在回扫期间停止振荡，使得示波管的荧光屏上出现零电平的水平基线。

扫频信号和定频振荡信号均被送往混频器。

调节面板上“中心频率”园盘旋钮，定频振荡器产生的信号频率在290〜215MHz范围内连续变化，经混频器，得到1〜75MHz的扫频信号。

再经

低通滤波器和宽频带放大器对扫频信号进一步加工，通过对粗、细“输出衰减”的组合选择，可得到所需电平的扫频信号输出。

当“波段”开关指向“n”时，扫频振荡器n工作，调节“中心频率”旋钮可直接输出

75〜150MHz的扫频信号。

“波段”开关指向“川”时倍频器工作，调节“中心频率”旋钮，直接输出150MHz-

300MHz扫频信号。

在三个波段分别工作期间，自动幅度控制电路均工作，检波器对输送到衰减器上的扫频

信号取样，被作为AG（控制信号，保证输出的扫频信号寄生调幅符合＜±

7.5%的技术指标。

“频标选择”指向“1MHz或“10MHz时，相应的晶体振荡器和两级谐波发生器工作，

产生一系列的谐波信号，在混频器中产生一系列差频信号，再经频标形成及放大电路形成菱

形频标信号。

“频标幅度”旋钮可调节荧光屏上菱形频标幅度，以利观察。

接到被测网络输出端的检波输入电缆探头，将网络输出的扫频信号的包络取出，自“Y

轴输入”端口引入扫频仪，适当地调节“Y轴衰减”和“Y轴增益”旋钮，可在示波管荧光

屏上得到合适幅度的频率特性曲线。

包络信号由Y轴通道Goi左半管放大，频标信号被直接

送到G3oi右半管放大。

这两个信号经混合放大后，输出一对互补信号。

在送给一对Y轴偏转

板前，可由“影象极性”开关来改变屏幕上所显示曲线的正负极性。

G03是扫描基线箝位管。

调节“Y轴位置”旋钮，可使扫描基线沿Y轴方向上、下移动。

图6-4BT-3型扫频仪原理框图

示波管的水平偏转系统，由于未采用锯齿波扫描，被大大简化了。

X轴偏转板信号是直

接来自相移网络的一对互补的50Hz正弦信号。

“坐标亮度”旋钮用来控制荧光屏四个角的指

示灯，左旋旋钮，两个对角的黄灯亮，使透明坐标测量板上的标尺刻度易于观察；

右旋旋钮,

另两个对角的红灯亮，有利于图象拍摄。

三、扫频仪的使用

（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。

图6-5BT-3型扫频仪面板图

（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

尺度线显示明瞭。

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

（4）Y轴位置旋钮

（5）Y轴衰减开关减档级。

（6）Y轴增益旋钮

（7）影象极向开关

出红色的坐标线。

黄色坐标线便于观察，红色坐标利于摄影。

调节荧光屏上光点或图形在垂直方向上的位置。

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

调节显示在荧光屏上图形垂直方向幅度的大小。

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“一”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“一”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150MH—3OOMH0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：

OdB,10dB,20dB,30dB,40dB,50dB,60dB,细调：

OdB,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75Q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IMHz、10MHz和外接三档。

当开关置于1MHz档时，扫描线上

显示IMHz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，最大可达土7.5MHz以上，反之

则频偏变窄，最小在土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。

（二）使用方法与技巧

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75Q,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;

以区别。

（4）输出扫频信号频率范围的检查

，应达到IMHz〜300MHz三个波段

仪器的扫频信号频率覆盖范围（中心频率覆盖范围）

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75Q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H波段和第川波段的频率范围。

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1MH〜75MHz第H波段频标为9个，频率范围为75MHz-150MHz;

第川波段频标为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OdB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。

在规定的土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]X100%

要求在整个频段范围内，MK±

7.5%。

按此指标分别检查I,n,川波段。

（6）仪器输出电压的检查

在仪器输出孔上插入终端接有75Q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，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，这就是零MHz的频标。

在它右边的第一个大频标是

10MHz,第二个大频标是20MHz依次类推。

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。

当波段置于H、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10MHz大频标，它即是70MHz的频标。

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••…。

在相邻两10MHz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。

当波段置于川时，其频标读法与置H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1MHz频标测读，须在上述用10MHz测读的基础上进行。

把某个10MHz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1MHz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1MHz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75Q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

75Q,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75Q

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）。

四、扫频仪的测试应用

（一）测试调谐放大器

以一个中频放大器为例。

它的技术指标如下：

中心频率为30MHz频带宽度为6MHz增益大