波形分析仪

用于分析波形的电子仪器称为波形分析仪。它也被称为信号分析仪,因为信号和波形这两个术语经常互换使用。

我们可以将周期信号表示为以下两个术语的总和。

  • 直流分量
  • 一系列正弦谐波

因此,周期信号的分析就是对其中存在的谐波分量的分析。

基本波形分析仪

基本波形分析仪主要由三个模块组成:主检测器、全波整流器和 PMMC 检流计。基本波形分析仪的框图如下图所示 −

基本波形分析仪

基本波形分析仪中每个模块的功能如下所述。

  • 初级检测器 − 它由一个LC电路组成。我们可以调整电感器L和电容器C的值,使其仅允许要测量的所需谐波频率分量。

  • 全波整流器 − 它将交流输入转换为直流输出。

  • PMMC检流计 −它显示了全波整流器输出端获得的信号的峰值。

我们将获得相应的电路图,只需将上述基本波形分析仪框图中的每个块替换为相应的组件即可。因此,基本波形分析仪的电路图将如下图所示 −

基本波形分析仪的电路图

此基本波形分析仪可用于分析周期信号的每个谐波频率分量。

波形分析仪的类型

波形分析仪可分为以下两种类型

  • 频率选择性波形分析仪
  • 超外差波形分析仪

现在,让我们逐一讨论这两种波形分析仪。

频率选择性波形分析仪

用于分析 AF 范围的信号的设备称为频率选择性波分析仪。频率选择性波分析仪的框图如下图所示。

频率选择性波分析仪

频率选择性波分析仪由一组块组成。每个块的功能如下所述。

  • 输入衰减器 − 要分析的 AF 信号施加到输入衰减器。如果信号幅度太大,可以通过输入衰减器衰减。

  • 驱动放大器 −它会在必要时放大接收到的信号。

  • 高 Q 滤波器 − 它用于选择所需频率并拒绝不需要的频率。它由两个 RC 部分和两个滤波放大器组成,所有这些都相互级联。我们可以改变电容值,以 10 的幂改变频率范围。同样,我们可以改变电阻值以在选定范围内改变频率。

  • 仪表范围衰减器 − 它获取选定的 AF 信号作为输入并在需要时产生衰减输出。

  • 输出放大器 − 它会在必要时放大选定的 AF 信号。

  • 输出缓冲器 −它用于向输出设备提供所选的 AF 信号。

  • 仪表电路 − 它显示所选 AF 信号的读数。我们可以选择以伏特范围或分贝范围显示仪表读数。

超外差波形分析仪

用于分析射频范围信号的波形分析仪称为超外差波形分析仪。下图显示了超外差波形分析仪的框图

超外差波形分析仪

超外差波形分析仪的工作原理如下所述。

  • 要分析的射频信号被施加到输入衰减器。如果信号幅度太大,则可以通过输入衰减器进行衰减。

  • 非调谐放大器在必要时放大 RF 信号,并将其应用于第一个混频器。

  • RF 信号和本地振荡器输出的频率范围分别为 0-18 MHz 和 30-48 MHz。因此,第一个混频器产生一个频率为 30 MHz 的输出。这是施加到它的两个信号的频率差。

  • IF 放大器放大中频 (IF) 信号,即第一个混频器的输出。放大后的 IF 信号应用于第二个混频器。

  • 放大后的 IF 信号和晶体振荡器输出的频率相同,均为 30MHz。因此,第二个混频器产生一个输出,其频率为 0 Hz。这是施加到其上的两个信号的频率差。

  • 有源低通滤波器 (LPF) 的截止频率选择为 1500 Hz。因此,该滤波器允许第二个混频器的输出信号。

  • 仪表电路显示 RF 信号的读数。我们可以选择伏特范围或分贝范围内的仪表读数。

因此,我们可以根据要分析的信号的频率范围选择特定的波形分析仪。