频率计、频谱分析仪和网络分析仪的使用.docx

实验四 频率计、频谱分析仪和网络分析仪的使用

一、实验目的

（1）掌握频率计、频谱分析仪和网络分析仪的使用。

二、实验设备

（1）Mulitism 12 软件。

三、实验原理

3.1 频率计

频率计是用来测量信号频率和周期的主要测量仪器，还可测量脉冲信号的特

性，其工作原理见教材 P158 页。

3.2 频谱分析仪频谱分析仪是一种测量高频电路频域的仪器，主要用来分析电路的幅频特

性，类似于时域的示波器，能够测量信号的功率和所含的频率成分，其工作原理

见教材 P226 页。

3.3 网络分析仪网络分析仪是一种用来分析双端口网络的仪器，用于测量电路的 S、H、Y、

Z 参数，是高频电路中常用的仪器之一，它可以测量衰减器、放大器、混频器、

功率分配器等，其工作原理见教材 P246 页。

四、实验内容及步骤

4.1 频率计

（1）连接频率计的图标、符号图和面板如图 1 所示，频率计只有一个接线端子，为被

测信号的输入端。

图 1 频率计的图标、符号图和面板

（2）面板操作

双击频率计的符号，会弹出频率计的面板，如图1所示。频率计的面板由测

量结果显示区、测量选择、耦合方式选择、灵敏度设置区和触发电平设置区5部

分组成，具体功能及其操作如下：

[1] 测量结果显示区：显示测量结果；

[2] 测量选择：选择测量功能，如频率、周期、脉冲或上升/下降；

[3] 耦合方式选择：选择测量信号的类型；

[4] 灵敏度设置区：输入灵敏度值；

[5] 触发电平设置区：输入触发电平值。

（3）用频率计测量脉冲信号的频率、周期、正负脉冲宽度及上升沿时间、下降

沿时间特性。电路连接及测量结果如图2所示：

图 2 频率计使用

4.2 频谱分析仪

（1）连接频谱分析仪的图标、符号图和面板如图 3 所示，频谱分析仪有两个引脚，IN

为输入端，连接测量节点，T 是外部触发控制端。

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图 3 频谱分析仪的图标、符号图和面板

（2）面板操作

双击频谱分析仪的符号，会弹出频谱分析仪的面板，如图3所示。频谱分析

仪的面板由显示区、游标测量显示区、量程控制区、振幅设置区和功能设置区6

部分组成，具体功能及其操作如下：

[1] 量程控制区：仿真工作频率范围设定区，有【量程设置】、【零挡】和【满量程】3个按钮，满量程为0~4GHz；

[2] 频率设置区：用于设定频率范围，可以设定启动、中间和终止频率；

[3] 振幅设置区：为垂直坐标轴刻度选项，其刻度采用dB、dBm和线性3种刻度；

[4] 功能控制区：控制及设定频谱分析仪，包括【启动】、【停止】、【反向】、设置基准】和【设置】5个按钮。

（3）测量混频电路输出信号的频谱图

图4为通信中常用的混频电路及其输出波形。电路包括两个正弦波交流信号

源，V1频率为0.8MHz，幅度为8V,V2频率为1.2MHz、幅度为10V。乘法器的增益为

1，便宜为0、频谱仪的量程为3MHz，启动频率为300KHz，中间频率为1.8MHz，终

止频率为3.3MHz，刻度为线性10V/Div。

图 4 混频电路及其输出波形

V1、V2 提供的两个正弦波混频后，得到的输出成分里有（1.2+0.8）和

（1.2-0.8）两个频率信号，用频谱仪得到混频后的输出信号的频谱图如图 5 所

示，输出信号在 0.4MHz 和 2MHz 处的幅度为 60V。

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图 5 频谱仪的测量结果

4.3 网络分析仪

（1）连接网络分析仪有两个端子，分别用来连接电路的输入端和输出端。网络分析仪

的图标、符号图和面板如图 6 所示。

图 6 网络分析仪的图标、符号图和面板

（2）面板操作

双击网络分析仪的符号，会弹出网络分析仪的面板，如图6所示。网络分析

仪的面板主要由显示区、分析模式区、参数设置区、显示/隐藏某个参数区、功

能选择区和设置区6部分组成，具体功能及其操作如下：

[1] 显示区：显示电路的4种参数、曲线及图形；

[2] 分析模式区：选择分析模式，有【测量】、【射频特性】和【匹配网络设计】3个按钮；

[3] 参数设置区：用来选择要在县市区的图形中显示的参数种类，参数：单机下拉箭头，用于选择测量电路的S、H、Y或Z参数。

【Smith】按钮：以斯密斯格式显示【Mag/Ph】按钮：显示振幅/相位的频率响应曲线，即波特图【极性】按钮：显示极化图

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【Re/Im】按钮：以实数/虚数显示

[4] 显示/隐藏某个参数区：确定所要显示的参数

[5] 功能选择区：设置显示方式

[6] 设置区：对显示的数据进行处理

（3）已知RF放大电路，如图7所示，在此基础上设计一个最大功率传输放大器。

图7 RF放大电路

图8 网络分析仪的显示面板启动仿真后，自动进行交流分析。双击网络分析仪的显示面板，如图8所示、单击【匹

配网络设计】按钮，弹出【匹配网络设计】对话框，选择【阻抗匹配】选项卡，如图9所示：

图9 【匹配网络设计】对话框 图10 最大功率输出电路的结构和参数

将频率设置为3.02GHz，选择【启用】和【自动匹配】复选框，对话框中提

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供了共轭匹配的电路结构和元件参数，如图10所示，从而得到最大功率变换电路。

五、预习要求

（1）复习好《电子测量技术》教材中频率计、频谱分析仪和网络分析仪有关章

节；

（2）学习 Multisim 12 仿真软件中电路的设计和参数测试相关内容；

（3）详细阅读实验指导书，做好实验准备。

六、实验报告

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