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聚焦
多年以前,工程专业的学生们需手动绘制伯德图,他们要通过寻找理论上的极点和零位来绘制此图。在电气工程(EE)实验室中,学生们没有分析仪来自动执行诸如无源或有源器件的频率响应等任务。解决办法是在示波器上执行多次 VIN、VOUT和 Δt 测量,同时在函数发生器上改变输入的正弦波频率。在进行 15 或 20 次测量后,学生们将获得足够的测量数据点来转化成增益(20LogVOUT/VIN)和相移(Δt/Tx 360)。然后他们就可以在理论值图形的旁边绘制结果图形,以进行比较。
现在,这样繁琐的流程必须要改变了。无论如何,现在的大多数工程专业学生——以及那些转向学习放大器设计和数字控制的学生——开始使用 MATLAB 来绘制理论结果图形。而且,测试行业也提供了种类繁多的频率响应分析仪(FRA)和矢量网络分析仪(VNA),用于自动生成增益图和相位图。
不过,频率响应分析仪和矢量网络分析仪均属于专业仪器,由于价格的原因,它们在大多数大学中并不常见。学校限于实验室的预算要求,通常会购买 典型的学生用台式仪器,价格一般不到 2000 美元。这些仪器包括:入门级双通道示波器、函数发生器、数字电压表和电源等。
集多种仪器的功能于一身的示波器可以节省预算
是德科技的新型 InfiniiVision 1000 X 系列低成本示波器通过在一台示波器中综合了数字电压表、频率响应分析仪(选定型号)和 WaveGen 函数发生器(选定型号)等多种仪器的功能,可以满足教育工作者的需求,并且价格也在预算限制之内。基础型号为 449 美元,但是再加 200美元,您就可以获得一个具有内置 WaveGen 函数发生器和频率响应分析功能的型号。
为了帮助您进行正确连接,这个 FRA 设置菜单显示了一个方框图(图 2)。您也可以定义用示波器的哪个输入通道来探测VIN,哪个输入通道来探测 VOUT,最小和最大测试频率以及测试幅度。.此示波器将执行一次性测试,有时称为“扫描”。
图 3 显示了测试结果。蓝色迹线代表增益(dB),标度系数如左侧所示。橙色迹线代表相位(度),标度系数如右侧所示。您可以使用游标来测量任意频率上的增益和相位。示波器甚至还能自动优化幅度和相位标度系数。但是,您也可以在测试完成后,手动设置自己的标度系数。这款示波器不仅是市场上最简单易用的FRA 之一,同时也是价格最经济的示波器之一。1000 X 系列型号内置函数发生器,并标配频率响应分析功能,其性能不会受影响;1000 X 系列使用专有测量算法,在0 dBm (224 mVrms)输入下,可达到最高80 dB 的动态范围。是德科技更高性能的 3000T X、4000 X和 6000 X 系列示波器还可以配备 FRA 选件,同时提供更多高级特性,包括:测试幅度曲线、单一频率测试模式和表格结果视图。
InfiniiVision 示波器
数据采集单元和模块 (34970A/34972A 数据采集开关单元)
台式波形发生器 (33500B 和 33600A 系列波形发生器)
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