1、实验一 高频电子仪器的使用一、实验目的1、了解高频技术实验的主要内容以及做实验时需要注意的事项，了解高频实验的考核方法。2、通过实验，掌握频率特性测试仪、示波器、高频信号发生器的基本性能及使用方法。二、实验仪器1频率特性测试仪（扫频仪）BT3C/BT3G 型2UTD2102 数字存储示波器3高频信号发生器 SP1461 型4. 高频实验箱及 G1 模块三、预习要求认真阅读以下附录内容，初步了解扫频仪、高频信号发生器与数字示波器的使用方法附录一：BT3C/BT3G 型扫频仪使用说明附录二：高频信号发生器的使用说明（SP1461II 型）附录三：UTC2102 数字存储示波器四、实验内容及步骤1用
2、示波器观察高频信号发生器输出的载波、调幅波及调频波。（1）观察载波信号：选择载波（f 0）频率为 6.5MHz，通过输出线与示波器连接，调整示波器相关的旋钮，直到观察到稳定、清晰的波形，记录波形。改变高频信号发生器的幅度，记录电压最大输出值。（2）观察调幅波信号：选择高频信号发生器的载波频率 f0=为 6.5 MHz，按下 调幅 键，再按下依次 菜单 键，选择“AM LEVEL” ，设置调制深度为 060；选择“AM FREQ” ，设置调制信号频率为 1KHz或 400Hz；选择“AM SOURCE”并设置为内调制“INT”模式，适当改变示波器的扫描速率，观测调幅波形，描绘波形并记录电压峰峰值
3、；（3）观察调频波信号：选择高频信号发生器的载波频率 f0=为 6.5 MHz，按下 调频 键，再按下依次 菜单 键，选择调制频偏“FM DEVIA” ，设置调频信号的频偏为 0100KHz；选择“FM FREQ“，设置内调制信号频率为 1KHz 或 400KHz，适当改变示波器的扫描速率，观测调频波形。2用扫频仪观测调谐放大器的谐振特性曲线，根据扫频仪使用操作说明，对照面板旋钮，熟悉测试操作步骤。（1）接通扫频仪电源，旋动中心频率旋钮，将 912MHz 频标移至屏幕中央。（2）选择 G1 的实验电路板，其电路图如下所示，单谐调放大电路用小跳线选择 R=10K，Re=1K。将扫频仪的输出匹配探
4、头接至实验板的输入端 IN，扫频仪的输入检波头接至实验板的输出端 OUT，适当改变输出衰减、Y 位移和 Y 增幅旋钮，使谐振曲线的高度为五大格左右，并适当调节扫频宽度旋钮，使谐振曲线占据整个屏幕（便于观测） ，描绘谐振曲线。五、实验报告要求：1、记录载波信号的波形，并改变幅度，记录电压的最大输出值。2、记录调幅波信号，描绘其波形，并记录其电压峰峰值。3、观测调频波形，观察比较调制频偏和调制信号的改变对波形的影响。4、整理实验数据，画出谐振放大器的特性曲线，并标出其频标的位置。附录一： BT3C/BT3G 型扫频仪使用说明扫频仪是频率特性测试仪的简称，是专门用来测量无线电设备中某些电路的频率特性
5、的专用仪器，不仅可以测定电视机的公共通道、伴音通道、视频通道，雷达接收机的中顿放大器、高频放大器，还能测定宽带放大器以及滤波器等无源和有源四端网络等。一、扫频仪的主要组成扫频仪是由扫频信号发生器和示波器组合而成的。扫频信号发生器是扫频仪的核心部分，它产生按一定规律变化的扫频信号。扫频仪的主要组成部分包括扫频信号发生器、频标信号发生器、扫描信号发生器、示波器、电源电路及配有检波器的同轴电缆等。如图所示为 BT-3C 型扫频仪的主要组成部分方框图。图中的 7*10dB 表示每档衰减 10dB，共有 7 个档。图 1 BT-3C 扫频仪的组成框图二、扫频仪的基本原理1、扫频信号的作用扫频信号不同于音
6、频信号和视频信号，也不同于一般的正弦波信一号和脉冲信号，它是一种专门用来检测电路的频率特性，并在其频率范围内按一定规律不断变化其输出频率的信号。在扫频仪内部有一个产生扫频信号的发生器，把它产生的扫频信号输入到某放大器、鉴频器或吸收回路等电路中去的目的，就是为了检查这些电路的频率特性的。电路的频率特性的好坏是非常重要的.像收录机、电视机电路频率特性的好坏直接影响到声音、图像的质量，电路的这种“软故障 ，很难用万用表检测出来，用扫频信号来检测这类”软故障”非常有效，通过屏幕显示出电路的频率特性曲线。可方便地对电路进行调整和检测。2、扫频信号的频率范围扫频信号的频率范围必须与被测电路的工作频率一致。
7、例如，电视机中放电路放大的是从高频头送来的中频信号，其频率范围为 29MHz39MHz，这就是中放电路的工作频率。因此，用扫频仪检测该电路的频率特性时，输入到该电路的扫频信号的频率范围也必须为 29MHz39MHz，否则就显示不出曲线来。再如，在卫星电视接收机中，经变频后产生的第二中频频率约为 130MHz(中心频率)。因此，若用扫频仪检测其第二中频放大器的频率特性，就要向该放大器中输入中心频率 130MHz 的扫频信号。扫频仪的频率范围越宽，表明它适用的范围越广、性能越好。例如，BT-3C 型扫频仪的频率范围(扫频信号)为1MHz300MHz。BT 一 3C 扫频仪可以用它来检测电视机高频头
8、的 1 频道12 频道中每一个频道的频率特性，因为 1频道12 频道的频率范围为 48MHz223MHz，但 BT 一 3C 型扫频仪就不能测 12 频道以后的频道的频率特性了，因为第 13 频道的频率范围就高达 470MHz478MHz，超过了 BT 一 3C 型扫频仪扫频信号的最高频率(300MH)。3、频率特性曲线的显示因为扫频仪可以看做是扫频信号发生器和示波器组合而成的，所以其显示部分基本上与示波器相同，显示电路的频率特性曲线不像用示波器显示信号的波形那么简单，被测电路的频率特性曲线在扫频仪的屏幕上显示出来的大体过程如下。图 2 屏幕上显示的内容（1）在 X 轴上加扫描电压，经调整后可
9、出现一条水平亮线，这是扫描基线( 时基线)，如图 2(a)所示的 m 线。（2）将从扫频仪输出的扫频信号通过电缆线送到扫频仪的 Y 轴输入端，在屏幕上又显示出一条与扫描基线平行的线，这条线叫扫频线，如图 2(b)所示的 n 线。（3）屏幕上显示出扫频线是为显示被测电路的频率特性曲线打基础的。要显示电路的曲线就得先显示出与它对应的扫频线。例如，要显示某电视机中放电路的频率特性曲线，就要先将频率范围为29MHz39MHz 的扫频信号调出来，而调这个频率范围的扫频信号必须借助于“扫频线”才能调出来；在调好了与频率范围为 29MHz39MHz 的扫频信号对应的扫频线的基础上，再将这个扫频信号输送到电视
10、机中放电路的输入端，在中放电路的输出端用带检波二极管的电缆线接到扫频仪的“Y 轴输入”端，经调整后在屏幕上就会出现中放电路的频率特性曲线，如图 2(c)所示。由此可以看出，扫频仪之所以能够显示出被测电路的频率特性曲线，是扫频信号与示波器共同作用的结果，这也就是扫频仪的基本工作原理。4、频标的作用扫频仪内部有个“频标信号发生器”产生频标信号。频标就是落在扫频线或曲线上的某点所对应的频率标记。频标有菱形的和针形的，常用的是菱形的。图 3 所示是落在扫频线上的菱形频标。频标的幅度可以调大或调小，也可以调到完全消失。频标的作用主要有以下 3 点。图 3 扫频仪上的菱形频标（1）用频标来选择扫频信号的频
11、率范围。例如，要观察电视机中放电路的频率特性曲线，就要选出频率范围为 29MHz39MHz 的扫频信号，选择频率范围时，先找到“零频标”(符号的形状特殊)，再以零频标为准，将频率为 29MHz39MHz 的扫频信号所对应的扫频线调出来，如图 4(a)所示。（2）用频标来对曲线进行分析，只有借助频标才能分析电路的频率特性曲线是否符合设计要求。例如，电视机中放电路的频率特性曲线上，与频率为 38MHz 对应的那个点所对应的增益(Y 轴)是多少？是不是最高增益的 50%？如果没有频标，就不知道曲线上哪应点对应的频率为 38MHz，就无法进行具体分析，如图(b)所示。（3）频标对调试电路起指示作用。如
12、果通过对曲线的分析发现曲线不符合设计要求，就说明电路没有调好，这时就可以借助频标在曲线上的位置的指示，对电路进行调整，直至将曲线调到符合设计要求的形状，就表明电路调好了。若没有频标在曲线上的指示，就无法对曲线进行正确的调整。图 4 频标的作用三、扫频仪的使用1、功能操作说明扫频仪的面板如图 5 所示图 5 扫频仪 BT-3C 面板（1）辉度调节带电源开关。按顺时针方向转动，即可打开电源开关，接通仪器电源，同时转动旋钮，还可调节光点辉度。（2）聚焦调节。可使光点达到最清晰。（3）Y 轴位移。调节迹线在垂直方向位移。（4）Y 轴增幅。顺时针调节 Y 轴幅度增大；拔出时为直流 (DC)，可使直流输入
13、不经隔直电容，直接加至 Y 轴放大器。Y 轴增幅下方为衰减选择开关，有 1、10、100 等 3 档，与 Y 轴增幅旋钮配合使用，可对波形幅度进行调节。（5）Y 轴输入插座。可输入被测电路取出的检测信号。（6）极性转换开关。置“+”时，显示正方向的幅频特性；置“-”时，显示负方向的幅频特性。（7）扫频/点频选择开关。当扫频工 .作时，仪器输出扫频信号；点频工作时，仪器输出与扫频频率相应的点频信号。（8）扫频宽度。可对波形宽度进行调节。（9）中心频率。扫寻被测波形中心频率点。（10）输出衰减。输出衰减有两个调节旋钮，右边旋钮的为输出粗衰减，每档衰减 10dB，共有 7 个档级，可对输出扫频信号电
14、压的幅度进行粗衰减，左边旋钮的为输出细衰减，每档衰减 ldB，共有 10 个档级，可对输出扫频信号电压的幅度进行细衰减。（11）扫频输出。扫频信号的输出端。（12）频标幅度。可对频标信号的幅度进行调节。（13）外频标入。外接频标输入端，此时频标选择开关应置于外接挡。（14）频标选择。有 3 档，即外频标、 “1MHz、10MHz”组合频标、50MHz 频标。当选择开关拨向1MHz、 10MHz 或 50MHz，此时扫描基线上呈现频标信号。（14）显示屏。用以显示被测网络的各种幅频特性曲线。2、仪器的使用方法21 电缆的选用本仪器配有 4 种电缆线.如图 6 所示。应视被测电路情况加以选用。图
15、6 扫频仪的 4 个探头（1）匹配电缆。也称匹配头，内部装有一只 75 的匹配电阻(对地) 。主要用于扫描电压的输出端，对被测电路的输入、输出信号作高阻抗检测，也可兼作扫频仪的外部负载。用于输入、输出为高阻抗的被测电路。（2）连接电缆。也称开路头，用于输人、输出为低阻抗的被测电路。（3）检波输入电缆。也称检波探头，内部装有检波二极管、隔离电阻和隔直电容，只能用于无检波性能的被测电路作 Y 轴放大。对于有检波性能的被测电路应采用开路探头。（4）输入电缆。也称无检波探头，内部未装任何元器件.用于被测电路已经过检波器检波的场合。22 频标的识别（1）将频标选择置于“1MHz、10MHz” 位置，中心
16、频率转至起始位置，此时屏幕中心处出现不同于普通菱形频标的特殊标志，称作为零频标。（2）顺时针转动中心频率，屏幕上的扫描基线随同频标逐渐左移，此时每个小频标为 1MHz 标志，每个大频标为 10MHz 标志。（3）将频标选择拨向 50MHz 位置，此时第一个频标应与原 50MHz 频标重合，称作为固定 50MH 频标。23 0dB 的校准先将输出粗、细衰减旋钮均置于 OdB 飞处，Y 轴衰减置于 1；再把匹配头和检波探头电缆线连在一起;然后调节 Y 轴增幅旋钮，使扫描基线和扫频信号线之间的距离为刻度的整数，一般 5 格为宜；并记下Y 轴增幅旋钮的位置，该位置为衰减开关的标称值，称为准确值。24
17、增益的识读在测试过程中，调节两个输出衰减旋钮，使显示的幅频特性曲线正好为 5 格，这时标称值的和即为增益的 dB 值。25 探头接线应尽量短，检波探头不应再接导线、接地线也应短。附录二 高频信号发生器的使用说明（SP1461II 型）一 、主要技术指标1.1 使用环境条件本仪器适适用于 GB6587.1-86-6587.8-86“电子测量仪器环境要求”II 组类别所规定的条件，即工作环境温度 0+40，相对温度为 2090%的工作环境。12 射频频率1频率范围：100Hz110MHz2分辨率： 1Hz（载频80MHz ）1Hz（载频80MHz）3精度：同基准频率参考13 频率参考内部标频：温补
18、 100MHz 准确度510 -6外标频输入：10MHz 幅度1Vpp14 输出电平范围：-117dBm+13dBm分辨率：0.1dB精度：输出电平-105dBm: 1dB输出电平-117dBm: 2dB 驻波比：1.5输出阻抗：5015 频谱纯度谐波：-30dBc （输出电平+4dBm，典型值）非谐波：-40dBc （输出电平+4dBm，偏离载频 5kHz）分谐波：-40dBc （输出电平+4dBm）剩余谐波：100Hz（BW：0.33Hz，RMS，100MHz）1.6 频率调制161 调频峰值频率偏移：fc/2 （载波频率+偏移80.1MHz，载频80MHz ）峰值频率偏移：0100kHz
19、 （载频 80MHz ）频率偏移分辨率：1Hz（载频80MHz ） 100Hz（载频80MHz）准确度：5%设置值50Hz调制速率：内部 100Hz10kHz （载频80MHz）内部 100Hz1kHz （载频80MHz）失真度：2%（内部 1kHz 调制速率，BW：0.33kHz，峰值频率偏移80kHz ）162 FSK 调制F1 和 F2 在下列频率分段内任意设定100Hz80MkHz (FSK 速率小于 10kHz)80.0000001MHz120MHz (FSK 速率小于 2kHz)120.000001MHz200MHz (FSK 速率小于 2kHz)200.000001MHz300M
20、Hz (FSK 速率小于 2kHz)控制方式：内或外（外控 TTL 电平，低电平 F1，高电平 F2）163 PSK 调制（载频80MHz）相位 1（P1）和相位子（P2 ）范围：0360分辨率：0.1交替时间间隔：0.1ms800S控制方式：内或外（外控 TTL 电平，低电平 P1，高电平 P2）164 猝发（载频80MHz）猝发计数：110000 个周期，同时满足 COUNT800*Freq(Hz)交替时间间隔：0.1ms800S控制方式：内（自动） 、外（外控 TTL 脉冲，高电平输出，低电平关闭）或单次（单次手动按键触发，外控 TTL 脉冲上升沿触发）165 频率扫描扫描速率：1ms8
21、00s 线性（载频 80MHz）100ms800s 对数（载频80MHz）步进时间：10ms800s （载频 80MHz）频率分段：100Hz80MkHz ；80.0000001MHz120MHz 120.000001MHz200MHz；200.000001MHz300MHz 扫描方式：线性扫描和对数扫描（载频80MHz）步进扫描（载频80MHz）外触发信号频率：1kHz（线性） ，10Hz（对数）（步进扫描）)1(fsteparoTste控制方式：内（自动）或外（单次手动按键触发，外控 TTL 脉冲上升沿触发）166 立体声调频 （载频：80.0000001MHz115MHz，选件）分离度：
22、30dB立体声导频：19kH z2Hz167 脉冲调制调制调率：外部输入 DC10MHz（TTL 电平）通断比：A 型45dB，B 型65dB上升/下降时间：15ms17 幅度调制调制深度：1120%( 载频80MHz，输出电平+4dBm)180%(载频80MHz，输出电平+4dBm)分辨率：1%调制速率：内部 100Hz10kHz 外部 20Hz10kHz失真度：2%（内部 1kHz 调制速率，调制深度为 30%，BW：0.33kHz）剩余调幅：0.1% (BW：0.0515kHz,AVG)18 调制信号输出（仅限调幅）输出频率：100Hz10kHz输出波形：正弦波输出幅度： 5Vpp2%输
23、出阻抗：60019 其它特性191 存储、调用功能仪器测量状态自动保存，关机后不丢失。另外仪器还可最多存储 10 个状态以供调用。192 远控接口RS232 接口，IEEE488 接口和 USB 接口193 电源电压：AC 220V22V频率：50Hz2.5Hz功耗：30VA194 外形尺寸 255mm370mm100mm195 重量：约 4kg二、面板说明21 前面板SP1461 型数字合成高频信号发生器面板22 前面板按键说明221 数字输入键键名 主功能 第二功能0 输入数字 0 立体声左声道1 输入数字 1 无2 输入数字 2 无3 输入数字 3 无4 输入数字 4 无5 输入数字 5
24、 无6 输入数字 6 无7 输入数字 7 进入点频8 输入数字 8 进入复位9 输入数字 9 进入系统. 输入小数点 立体声右声道- 输入负号 立体声左 设置某些菜单项的数字参数值或多选项菜单；按下该旋钮进行确认等。VERTICAL POSITION(垂直移位):移动所选波形的垂直位置。按下该旋钮则通道显示位置回到屏幕垂直中点。HORIZONTAL POSTION(水平移位)：移动触发点的水平显示位置。按下该旋钮则预触发点回到屏幕水平中点。TRIGGER LEVEL(触发电平)：调整波形的触发点。按下该旋钮将触发电平设为 50%或垂直.参考零电平。RUN/STOP(运行/停止) ：运行和停止对
25、波形的数据采集。AUTO0(自动设置)：根据输入的信号，可自动调整垂直刻度系数、扫描时基、以及触发方式 H.至址合适的波形显示。SINGLE(单次)：将仪器设置为单次触发模式。FORCE(强制触发)：强制进行个立即触发事件。HELP(帮助) ：打开后对齐菜单详细说明。HORIZONTAL SCALE(水平时基档)：调整水平刻度系数。CH1（通道 1), CH2(通道 2)：打开/关闭所选通道。MATH(数学)：打开/关闭数学功能。REF(参考)：显示参考波形菜单。PrScrn(屏幕拷贝 )：将屏幕显示内容拷贝到 U 盘中。COARSE(粗调)：光标和多用途旋钮的粗细调节控制。启动按钮：打开/关闭仪器。USB-HOST：用于连接 U 盘。实验一 高频电子仪器的使用班级： 姓名： 学号： 1、 实验目的：2、 实验预习内容：3、 实验数据以及数据处理指导老师签字
