文档介绍：频谱仪的使用
一,目的与要求
学会微波频谱仪的使用方法,并通过对频谱仪的调整使用,学会按说明书调
整未知仪器。
1,  调整频谱仪
2,  测试单一频谱及振荡器的频率牵引
3,  测试窄射频脉冲频谱
4,  测量波长计Q值
一,实验原理
由傅立叶变换原理知道,信号波形与其频谱存在如下关系
若波形为
(19-1)
则v(t)的频谱为
(19-2)
号的波形函数和频谱函数之间的关系可以从图19-1中形象的说明。波形可分解为两个或多个以及无穷个单一正弦波分量。每分量的振幅不同,相关相位也不同把这些被分解的分量,按原来相关幅度和相位再叠加起来,则仍为原信号波形
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。
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。~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。
三、实验线路和仪器
,以BP-4A为例,其面板见图19-3
。
四、实验步骤
(一)调整频谱仪
I 使用之前的准备工作。
(有地线接柱)。
,接好波导——同轴转换头,并与待测仪器接好。
“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。
“混频输出”插头与“接收显示组合”的“中频输入插座连接起来
“工作状态”开关扳到到“振荡模”位置。
,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。
“本机反射极电压”旋钮,振荡模应该移动。
“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
“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。
“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。
,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。
I I 测量信号的频谱
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。
(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。
(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