頻率響應分析儀內置高精度的信號發生器,能夠產生各種類型的激勵信號,其中常用的是正弦波信號。信號發生器可以根據用戶設定的頻率范圍、幅值和掃描方式等參數,精確地生成所需的激勵信號。這些激勵信號被施加到待測系統的輸入端,作為系統的輸入激勵。例如,在電子電路測試中,激勵信號可以是不同頻率的正弦電壓信號,用于激發電路中的各種元件和回路產生響應。
在頻率掃描模式下,信號發生器會按照設定的起始頻率、終止頻率和掃描步長,逐步改變激勵信號的頻率。這種掃描方式使得分析儀能夠在較寬的頻率范圍內對系統進行全面的測試,從而獲取系統在不同頻率下的響應特性。同時,為了確保測量的準確性,信號發生器還具備高精度的頻率控制和幅值穩定性,能夠在長時間測試過程中保持激勵信號的一致性。
當激勵信號作用于待測系統后,系統會產生相應的輸出響應信號。頻率響應分析儀通過高靈敏度的信號采集系統,如高速模數轉換器(ADC),對系統的輸出信號進行實時采集和數字化處理。采集到的數字信號被傳輸到儀器的內部處理器中,進行進一步的分析和計算。
在信號處理過程中,分析儀主要運用快速傅里葉變換(FFT)算法。FFT算法能夠將時域信號轉換為頻域信號,從而將輸入信號和輸出信號分解為不同頻率成分的幅值和相位信息。通過對輸入和輸出信號的頻域分析,分析儀可以計算出系統在不同頻率下的增益(幅值比)和相位差。增益表示系統對輸入信號的放大或衰減程度,而相位差則反映了系統輸出信號相對于輸入信號的時間延遲或超前情況。
經過上述信號處理和計算后,頻率響應分析儀將系統的增益和相位差隨頻率變化的關系以圖形的方式直觀地顯示出來,形成頻率響應曲線。常見的頻率響應曲線包括幅頻特性曲線和相頻特性曲線。幅頻特性曲線展示了系統增益隨頻率的變化情況,通過觀察該曲線,可以了解系統在不同頻率下的放大或衰減特性,確定系統的通帶、阻帶和截止頻率等關鍵參數。相頻特性曲線則反映了系統相位差隨頻率的變化規律,它對于分析系統的穩定性和相位延遲特性具有重要意義。