频率仪的使用

频率仪的使用第一页，共十二页，编辑于2023年，星期五把这些分量的振幅分别检测，图19－1（C）为频谱显示。但缺乏相位信息。以此，不能从频谱仪的显示上简单还原。下面以BP－4A型频谱仪为例说明显示原理。图19－2所示。微波信号从波导口输入，经衰减器，波长计送入第一混频器，与第一本振的微波调频信号混频得到40MHz的中频信号。再送入第二混频器，与第二本振信号混频得出5MNz的第二中频信号。经通频带为50KHz的第二中频放大器放大之后，送入检波器、视频放大器，最后加到示波器y轴偏转板上。第二页，共十二页，编辑于2023年，星期五

扫描发生器产生锯齿波电压。一路送到示波管的水平偏转板上，另一路送到第一本振，产生锯齿波调频信号。第一本振产生的调频信号，其频率与时间成正比，作周期变化。当它与待测频谱各频率分量的频率相差40MHz时，由第一混频器送到第一中放及以后各级电路，依顺序显示出待测频谱。中频放大器的中频通带与待测的微波信号频率相比较是非常窄的，只对频率中非常窄小的部分起响应。所以中频放大器输出的只是信号频谱中相当窄的一部分频率分量。此频率分量经平方律检波之后，得到的是带宽约为30KHz的尖脉冲，再经视频放大器放大后，在示波管的荧光屏上表现为一垂直亮线,它对应于待测频谱中某一狭窄频率区域。由于中频检波器是平方检波律，所以该频谱仪显示的是待测信号的功率频谱。为了测定频谱的主、副瓣的带宽，还采用了标志电路。由频标调制器产生0.4~15MHz的标志频率（正弦波电压），去调制频标振荡器，即把标志频率调制到微波频段，送到第一混频器，循着与待测信号相同的路线加到示波管的垂直偏转板上。显示出标志频率的谱线，这个谱线之间的频率间隔等于调制信号频率。第三页，共十二页，编辑于2023年，星期五第四页，共十二页，编辑于2023年，星期五

三、实验线路和仪器1．频谱分析仪调整，以BP－4A为例，其面板见图19－3第五页，共十二页，编辑于2023年，星期五

2．测量单一频谱及振荡器频率牵引。第六页，共十二页，编辑于2023年，星期五3．观察窄脉冲频谱4．测量波长计Q值第七页，共十二页，编辑于2023年，星期五四、实验步骤（一）调整频谱仪I使用之前的准备工作。1．接好地线（有地线接柱）。2．打开仪器左侧小门，接好波导——同轴转换头，并与待测仪器接好。3．将高频组合“本机反射极电压”和“频标反射极电压”两个旋钮，分别按顺时针方向旋到头，此时两个反射极电压最大。4．将高频组合的“混频输出”插头与“接收显示组合”的“中频输入插座连接起来5．将“工作状态”开关扳到到“振荡模”位置。6．打开电源开关，绿色指示灯亮。1～2分钟后，红色指示灯亮。旋动“工作电源”开关，检查“本机”和“频标”阴极电流，都应该在15～32mA范围。否则，应该立刻关机检查故障。正常后进行下步。7．改变“本机反射极电压”旋钮，振荡模应该移动。8．改变“频标反射极电压”旋钮，它的阴极电流变化2～5mA时，说明频标工作正常9．调整“视频增益”、“扫频范围”、“本机耦合”、“信号调谐”和“本机反射极电压”旋钮，使荧光屏上有2～5cm高的振荡模图象。10．将“工作状态”旋钮扳到“频谱”位置，增大中频增益，荧光屏上有2～5cm高的噪声图象。11．以上各步调整工作完成之后，说明仪器的工作全部正常。如果不用频标振荡器，则将频标调制器的”频段”开关扳到“关”的位置，此时频标不工作。下面就可以进行所需要的测量。

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II测量信号的频谱1．待测信号的功率限定BP－4A的衰减器承受最大平均功率为0。2w，最大脉冲功率为50w。混频器最大脉冲功率为80W，正常工作的脉冲功率为1mW。对于小信号，如速调管振荡器输出频谱，可直接加入仪器的输入口。为避免加到混频器的脉冲功率大于1mW,可根据输入功率的大小适当调整两个衰减器，以免频谱失真。对于大于0．2w（平均功率）的信号，如磁控管振荡器产生的信号，必须另接定向耦合器或其它哀减器，降到0。2w以下，再调整两个衰减器，以得到不失真的频谱图象。注意，为保护混频管2DV22B，必须使加到上面的脉冲功率不大于80mW。2．调整仪器（1）调整”接收显示组合”单元。调整“聚焦”和“亮度”旋钮，使扫描基线为最佳聚焦和适当亮度。调整“垂直”和“水平”旋钮，使扫描基线处于屏幕的适当位置。调整“扫描基线”旋钮，使基线有适当长度。将“扫频范围”旋钮调到最右位置，使第一本振的扫频范围最小。调整“扫描频率”和“扫描微调”旋钮，选择需要的扫描频率，以达到有足够谱线而又稳定的图象。将”同步选择”开关扳到所用位置。将“工作状态”开关置于“振荡模”位置。第九页，共十二页，编辑于2023年，星期五（2）调整“高频组合”单元。将频标调制器的“频段”开关置于“关”的位置。按步骤1、6再一次检查本机电流是否在15～32mA范围。若电流过大，须立即关机把反射极电压调大。按1、9步骤调出振荡模，如果振荡模的数量太少，宽度太宽，则反时针旋转“扫频范围”和”扫描基线”旋钮，使之出现2～5个振荡模。测量本振频率：将隔离衰减器反时针旋到头，旋转波长表旋钮，当振荡模出现吸收式下陷时，波长表对应的频率就是本机振荡器的频率。如果与待测信号频率相差不是40MHz就须调节“本机频率”和“本机反射极电压”旋钮，直到本机频率与待测信号频率相差40MHz为止。（波长表工作频率范围为8600～9600MHz，测量误差为±5MHz，工作波型为。3．获取待测频谱接通信号源。顺时针旋转“中频增益”旋钮，使振荡模上有5rnm左右高的噪声图象。调“本机频率”和“本机反射极电压”旋钮，直到振荡模图象上出现待测信号的频谱图象为止。再将“工作状态”开关放在“频谱”位置，这时荧光屏上就出现待测信号的频谱图象。调节“扫频范围”旋钮，使频谱的图象宽度达到便于观察为止。第十页，共十二页，编辑于2023年，星期五4．频谱测量（1）获得频率标志。增大衰减器的衰减量，使屏幕上信号频谱消失。把频标调制器“频段”开关置于“等幅”位置。把“工作电流”开关，置于“频标”位置，检查额定电流应该在15～32mA范围内为正常把“标志输出”旋钮顺时针旋到最大。调节“频标频率”及“频标反射极电压”旋钮，使之跟踪本振频率。并适当调节“中频增益”使示波管上出现等幅振荡的单一频谱图象。根据所需要的标志频率，选择频标调制器的频段并调节“标志频率”旋钮，使频率均匀变化。用“调到幅度”旋钮控制屏幕上出现的标志数目。注意，在调节频标数目时，防止出现图19一7（b）的错误图象，造成测量上的误差。若出现图19-7（b）的现象，须重调“标志输出”，使标志幅度大小适当如图19一7（a）所示第十一页，共十二页，编辑于2023年，星期五（2）读取信号频谱宽度。减小衰减量，使屏幕恢复信号频谱。调节“频标反射极电压”和“标志频率”旋钮，使各标志谱线对准待测频谱特征点。图19一7（a）的E和F之间（或F和G之间）的频率间隔从“标志频率”的刻度盘上读出。从而得到待测频谱的带宽。（3）测量频谱主、副瓣功率比值有两种方法。

（a）由屏幕上的分贝刻度读取之。调“中频增益”使待测频谱的幅度适中。调节垂直旋钮，上下移动谱线图象，使谱线中待比较的副瓣顶峰与刻度红线（即0dB线）相切。此时，主瓣顶峰与分贝刻度线相切处即为主、副瓣的功率比值（dB）。（b）用本仪器的衰减器