一、掃頻儀概述

　　在電子測量中，經常遇到對網絡的阻抗特性和傳輸特性進行測量的問題，其中傳輸特性包括增益和衰減特性、幅頻特性、相頻特性等。用來測量前述特性的儀器我們稱為頻率特性測試儀，簡稱掃頻儀。它為被測網絡的調整，校準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生器、掃頻信號發生器、寬帶放大器、頻標信號發生器、X軸放大、Y軸放大、顯示設備、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生器，就形成了鋸齒波，這個鋸齒波一方面控制掃頻信號發生器，對掃頻信號進行調頻，另一方面該鋸齒波送到X軸偏轉放大器放大后，去控制示波器X軸偏轉板，使電子束產生水平掃描。由于這個鋸齒波同時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應于某一瞬時頻率。從左向右頻率逐漸增高，并且是線性變化的。

　　掃頻信號發生器產生的掃頻信號送到寬帶放大器放大后，送入衰減器，然后輸出掃頻信號到被測電路。為了消除掃頻信號的寄生調幅，寬帶放大器增設了自動增益控制器（AGC）。寬帶放大器輸出的掃頻信號送到頻標混頻器，在頻標混頻器中與1MHz和10MHz或50MHz晶振信號或外頻標信號進行混頻。產生的頻標信號送入Y軸偏轉放大器放大后輸出給示波管的Y軸偏轉板。掃頻信號通過被測電路后，經過Y軸電位器、衰減器、放大器放大后送到示波管的Y軸偏轉板，得被測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的電位器，兼電源開關的輝度旋鈕兩種作用。順時針旋動此旋鈕，即可接通電源，繼續順時針旋動，熒光屏上顯示的光點或圖形亮度增加。使用時亮度宜適中。

　　（2）聚焦旋鈕 調節屏幕上光點細小圓亮或亮線清晰明亮，以保證顯示波形的清晰度。

　　（3）坐標亮度旋鈕 在屏幕的4個角上，裝有4個帶顏色的指示燈泡，使屏幕的坐標尺度線顯示明暸。旋鈕從中間位置向順時針方向旋動時，熒光屏上兩個對角位置的黃燈亮，屏幕上出現黃色的坐標線；從中間位置逆時針方向旋動時，另兩個對角位置的紅燈亮，顯示出紅色的坐標線。黃色坐標線便于觀察，紅色坐標利于攝影。

　　（4）Y軸位置旋鈕 調節熒光屏上光點或圖形在垂直方向上的位置。

　　（5）Y軸衰減開關有1，10，100 三個衰減檔級。根據輸入電壓的大小選擇適當的衰減檔級。

　　（6）Y軸增益旋鈕調節顯示在熒光屏上圖形垂直方向幅度的大小。

　　（7）影象極性開關用來改變屏幕上所顯示的曲線波形正負極性。當開關在“+”位置時，波形曲線向上方向變化（正極性波形）；當開關在“-”位置時，波形曲線向下方向變化（負極性波形）。當曲線波形需要正負方向同時顯示時，只能將開關在“+”和“-”位置往復變動，才能觀察曲線波形的全貌。

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

　　2、掃描部分

　　（9）波段開關輸出的掃頻信號按中心頻率劃分為三個波段（第I波段1MHz～75MHz、第II波段75MHz～150MHz、第III波段150MHz～300MHz）可以根據測試需要來選擇波段。

　　（10）中心頻率度盤能連續地改變中心頻率。度盤上所標定的中心頻率不是十分準確的，一般是采用邊調節度盤，邊看頻標移動的數值來確定中心頻率位置。

　　（11）輸出衰減（dB）開關根據測試的需要，選擇掃頻信號的輸出幅度大小。按開關的衰減量來劃分，可分粗調、細調兩種。粗調：0dB，10dB，20dB，30dB，40dB，50dB，60dB，細調：0dB，2dB，3dB，4dB，6dB，8dB，10dB。粗調和細調衰減的總衰減量為70dB。

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

　　3、頻標部分

　　（13）頻標選擇開關有lMHz、l0MHz和外接三檔。當開關置于1MHz檔時，掃描線上顯示lMHz的菱形頻標；置于10MHz檔時，掃描線上顯示10MHz的菱形頻標；置于外接時，掃描線上顯示外接信號頻率的頻標。

　　（14）頻標幅度旋鈕調節頻標幅度大小。一般幅度不宜太大，以觀察清楚為準。

　　（15）頻率偏移旋鈕調節掃頻信號的頻率偏移寬度。在測試時可以調整適合被測電路的通頻帶寬度所需的頻偏，順時針方向旋動時，頻偏增寬，最大可達±7.5MHz以上，反之則頻偏變窄，最小在±0.5MHz以下。

　　（16）外接頻標輸入接線柱當頻標選擇開關置于外接頻標檔時，外來的標準信號發生器的信號由此接線柱引入，這時在掃描線上顯示外頻標信號的標記。

　　掃頻儀使用方法圖解_掃頻儀的使用方法教程

　　1、測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，使用時應予以區別。

　　輸入電纜探頭的選擇：當被測網絡的輸出端有檢波器時（如電視接收機的圖象中放），應選用開路輸入電纜探頭。若被測網絡的輸出端不帶檢波器（如電視接收機的視放級），必須使用帶檢波探頭的輸入電纜。

　　輸出電纜探頭的選擇：被測網絡的輸入阻抗為75Ω，應選用開路輸出電纜探頭；被測網絡的輸入阻抗為高阻抗，則應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，并帶來誤差。

　　2、測試前的檢查

　　（l）測試準備儀器接通電源，預熱10分鐘后，調好輝度和聚焦，便可對儀器進行檢查。

　　（2）頻標的檢查將頻標選擇開關置于1MHz或10MHz檔。掃描基線上應呈現若干個菱形頻標信號，調節頻標幅度旋鈕，可以均勻地改變頻標的大小。

　　（3）頻偏的檢查將頻率偏移旋鈕由最小旋到最大時，熒光屏上呈現的頻標數，應滿足±0.5MHz～±7.5MHz連續可調。

　　（4）輸出掃頻信號頻率范圍的檢查儀器的掃頻信號頻率覆蓋范圍（中心頻率覆蓋范圍），應達到lMHz～300MHz，三個波段的銜接應有適當余量。

　　檢查時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軸增益調整得當，屏幕上即顯示出理想的矩形曲線（由于等幅的掃頻信號經檢波后的輸出為一直流電壓，因此在屏幕上顯示出一個矩形曲線）。這時，將頻標增益放在適當位置，頻標選擇放在10MHz處，在各個波段上轉動中心頻率度盤，屏幕上顯示的矩形曲線會出現一個凹陷點。這個凹陷點就是掃頻信號的零頻率點（這是由于示波器的垂直放大器在零頻率點增益明顯下降造成的）。以此為起點檢查第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，用10MHz的頻標，當每個波段在轉動中心頻率度盤時，其頻標通過屏面中心線的個數應達到以下要求：第I波段頻標為8個，頻率范圍為1MHz～75MHz；第Ⅱ波段頻標為9個，頻率范圍為75MHz～150MHz；第Ⅲ波段頻標為15個，頻率范圍為150MHz～300MHz。

　　（5）輸出掃頻信號寄生調幅的檢查

　　同頻率范圍的檢查項。將粗、細衰減均置于0dB檔級，調節Y軸增益旋鈕，使屏幕上顯示的矩形具有適當的高度。在規定的±7.5Mz頻偏下，觀察屏幕上的矩形（如圖6-7所示）。根據測得矩形的最大高度A和最小高度B，即可計算掃頻信號的寄生調幅系數

　　M（%）=［（A-B）/（A+B）］×100%

　　要求在整個頻段范圍內，M≤±7.5%。按此指標分別檢查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，用超高頻毫伏表測量其電纜輸出電壓，其有效值應大于100mV。在沒有超高頻毫伏表時，直接從儀器上亦可檢查，檢查時將Y軸衰減開關放在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試方法

　　在進行測試前檢查的基礎上，進行幅頻特性的測試。

　　（1）根據被測電路指標規定的中心頻率值，選擇適當的波段開關檔級和調節中心頻率度盤。

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

　　（3）選擇適當的輸出衰減開關和Y軸增益旋鈕。

　　（4）選擇測試所需的頻標選擇開關檔級和適當調節頻標幅度旋鈕。

　　（5）根據掃頻儀屏幕上所顯示的幅頻特性曲線和面板控制裝置，進行定量讀數。根據頻標，可以直接讀出幅頻特性曲線的頻率值。如果測讀的頻率不在頻標上，則可根據相鄰兩個頻標之間占據的水平距離進行粗略的估算。若須要精確測量頻率，可采用外接頻標信號。

　　關于頻標的讀法。測讀頻標須先把頻標開關置于10MHz處進行粗測。在此基礎上，轉換頻標選擇到1MHz進行精測。如嫌測量精度不夠，可以使用外接連續頻標。當波段置于I、頻標選擇置于10MHz、頻率偏移調整到至少能看到兩個10MHz頻標時，屏幕上出現幅度較大間隔均勻的10MHz大頻標。當中心頻率在“0”附近時（中心頻率度盤轉到“0”），屏幕上有一個寬度比其余頻標寬很多，由若干正弦波形構成的菱形頻標，這就是0MHz的頻標。在它右邊的第一個大頻標是l0MHz，第二個大頻標是20MHz，依次類推。在相鄰兩個大頻標的中心，有一個幅度稍低的頻標是5MHz頻標。例如在20MHz和30MHz中間的則是25MHz。幅度更小的頻標已不能作測讀頻率用。當中心頻率度盤在“75”附近轉動時，離中心線最近而且始終不會移動到中心線左側的那個大頻標是80MHz。當波段置于Ⅱ、頻標選擇置于10MHz、頻率偏移調到適當位置時，在中心頻率度盤在“75”附近反復轉動時，有一個在屏幕中心線左側，離中心線最近且始終不能移動到中心線右側的l0MHz大頻標，它即是70MHz的頻標。在它右邊的第一個大頻標是80MHz，第二個是90MHz??。在“150”附近反復轉動中心頻率度盤，有一個位于屏幕垂直中心線右側，離中心線最近且始終不能移動到中心線左側的那個大頻標是160MHz的頻標。在它左邊的第一個大頻標即是150MHz??。在相鄰兩l0MHz大頻標的中心，有一個幅度稍低的頻標是5MHz頻標，例如在80和90MHz之間的則是85MHz。幅度更小的頻標已不能再作測讀之用。當波段置于Ⅲ時，其頻標讀法與置Ⅱ時相類似，只不過在垂直中心左側，離中心線最近而始終不能移動到中心線右側的10MHz頻標是140MHz，在中心線右側，離中心線最近且始終不能移動到中心線左側的10MHz頻標是310MHz。

　　若要用lMHz頻標測讀，須在上述用l0MHz測讀的基礎上進行。把某個l0MHz的頻標記住或做好標記，轉換頻標選擇開關至1MHz，這時在原標記頻標位置出現的lMHz頻標即是“某10MHz”頻標，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lMHz頻標中間出現的幅度稍低的頻標是0.5MHz頻標。更小的頻標已不能讀數。

　　根據輸出衰減旋鈕位置和幅頻特性曲線的高度可測讀被測電路的增益。必須先進行0dB校正。校正時，將掃頻儀接有75Ω電阻的輸入電纜，直接與檢波頭相連，輸出衰減開關置于0dB，調節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），這個高度稱為0dB校正線。然后按圖6-8所示接入被測電路。在保持Y軸增益旋鈕位置不變的情況下，改變輸出衰減開關的檔級，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，則輸出衰減開關所指分貝刻度即為被測電路的增益值。如果幅頻特性曲線高度不在0dB校正線上，則可根據每格的增益倍數（根據分貝數據算）進行粗略的估算。

　　（6）注意事項

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

　　其二，若被測電路內部帶有檢波器，不應再用檢波探頭電纜，而直接用開路電纜與儀器相連。

　　其三，在顯示幅頻特性時，如發現圖形有異常的曲折，則表示被測電路有寄生振蕩，在測試前予以排除。

　　其四，測試時，輸出電纜和檢波探頭的接地線應盡量短些，切忌在檢波頭上加接導線（也不應另外加接地線）