虚拟仪器技术实验报告.doc

虚拟仪器技术实验报告..doc成都理工大学工程技术学院
虚拟仪器技术实验报告


专业:
学号:
姓名:
2015年11月30日
1 正弦信号的发生及频率、相位的测量
实验内容:
设计一个双路正弦波发生器,其相位差可调。
设计一个频率计
设计一个相位计
分两种情况测量频率和相位:
不经过数据采集的仿真
经过数据采集〔数据采集卡为PCI9112〕
频率和相位的测量至少有两种方法
FFT及其他信号处理方法
直接方法
实验过程:
正弦波发生器,相位差可调
双路正弦波发生器设计程序:
相位差的设计方法:可以令正弦2的相位为0,正弦1的相位可调,这样调节正弦1的相位,即为两正弦波的相位差。
2设计频率计、相位计
方法一:直接读取
从调节旋钮处直接读取数值,再显示出来。
方法二:直接测量
使用单频测量模块进行频率、相位的测量。方法为将模块直接接到输出信号的端子,即可读取测量值。
方法三:利用FFT进行频率和相位的测量
在频率谱和相位谱上可以直接读取正弦信号的主频和相位。
也可通过FFT求得两正弦波的相位差。即对信号进行频谱分析,获得信号的想频特性,两信号的相位差即主频率处的相位差值,所以这一方法是针对单一频率信号的相位差。
前面板如下:
程序框图:
2幅频特性的扫频测量
一、实验目的
1、掌握BT3 D扫频仪的使用方法。
2、学会用扫频法测量放大电路的幅频特性、增益及带宽。
二、工作原理
放大电路的幅频特性,一般在中频段K中最大,而且基本上不随频率而变化。在中频段以外随着频率的升高或降低,放大倍数都将随之下降。一般规定放大电路的频率响应指标为3dB,%,相应的频率分别叫作下限频率和上限频率。上下限频率之间的频率范围称为放大电路的通频带,它是表征放大电路频率特性的主要指标之一。如果放大电路的性能很差,在放大电路工作频带内的放大倍数变化很大,则会产生严重的频率失真,相应的频率响应指标用不均匀度表示。
放大电路幅频特性的测量方法有许多种:点频法、多频法和扫频测量法等。这里仅介绍扫频测量法。
扫频法测量幅频特性的基本测量电路如下图所示。
图中的扫描信号发生器产生锯齿波信号,一方面输入到示波器的X输入端实现示波器电子束水平扫描的控制,另一方面控制扫频信号发生器(实质上是一个调频振荡器)的振荡频率,随着锯齿波电压从低到高作线性和周期性的变化。由于扫频信号的频率和扫描信号的电压自动地保持线性同步关系,故荧光屏上的水平扫描线变成了频率坐标线。
扫频信号加到放大电路的输入端,由于放大电路对不同频率的信号增益不同,故输出电压幅度便随频率的变化而变化。由“峰值检波器”检出的输出信号的包络曲线与幅频特性曲线的形状相同。这个包络信号送至示波器的Y轴输入端,在水平锯齿波扫描电压的作用下,可以在荧光屏上观察到被测电路的幅频特性曲线。
在幅频特性曲线的实际测量中,需要对示波器荧光屏上幅频特性曲线的频率坐标进行“定标”,以便确定曲线各点对应的频率。为此,测量电路中还配备有
“频标发生器”,它产生频率为已知的频率标记信号,测量时叠加在频率特性曲线上。
为了使用的方便,将扫频信号发生器、频标信号发生器、放大、检波和示波显示组合在一起,成为专门用于测量电路幅频特性的专用设备,称之为频率特性测试仪。本实验将对VHF高频调谐器(俗称高频头)作幅频特性方面的测试。
三、实验仪器
BT3D RF宽带扫频仪,稳压电源,高频信号发生器,VHF高频调谐器
四、实验步骤
(一)、扫频仪电气性能的检查(填附表一)
1、扫频范围(中心频率1-300兆,扫频宽度1-40兆连续可调)
“全扫”方式下从零频数得的50兆频率标记数应大于6个,“窄扫”方式下,旋转“中心频率”旋钮,从零频数得的50兆频率标记数应大于6个,“扫频宽度”旋钮顺时针到最大,数得的10兆频率标记数应大于4个。
2、寄生调幅系数
将“射频输出”端电缆与“Y输入”端检波探头对接。输出衰减0dB,
Y轴衰减X1,调Y增益使屏上显示适当高度(6-7格)的矩形方框,测出方框的最大高度A和最小高度B,计算寄生调幅系数M 。
3、扫频线性
连接方法同上,“中心频率”处于任意位置,调“扫频宽度”约40兆,
查屏幕显示任一相邻10兆范围间隔a和b,计算扫频非线性系数r 。
(二)、对VHF高频调谐器的测试(填附表二)
1、测绘某频道下的总幅频特性曲线
按要求进行电路连接,“外频标输入”送入选定频道的图像载频频率,调整扫频仪的相关旋钮,使屏幕上显示出符合要求的总幅频特性曲线并测绘之。(VHF 1~12 频道频率表参见表三)
2、测绘某频道下高频调谐器的增益
电路不变,记下屏幕上曲线的高度及