頻率響應分析儀介紹

什麼是頻率響應分析儀？
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頻率響應分析儀 (FRA) 是一種高精度測量儀器，用於在頻域中分析組件、電路和系統（稱為被測設備或 DUT）。 FRA 通常會生成正弦信號並將其註入到被測組件、電路或系統中。 使用 FRA 上的一個輸入通道（通常是通道 1）在註入點測量該信號。注入信號穿過被測設備，頻率響應分析儀在第二個參考點同時測量相同的信號 –通常是系統的輸出，使用通道2。使用正弦波可以確定係統的頻域行為（頻率響應）。


頻率響應分析儀連接圖
頻率響應分析儀與 DUT 的連接
左圖展示了將 FRA 連接到 DUT 的基本概述，信號發生器和參考通道 (CH1) 連接到 DUT 的輸入，CH2 連接到 DUT 的輸出。


這種連接方法可以確定 DUT 的頻域行為（也稱為頻率響應）。 DUT 在特定頻率範圍內的響應可以通過執行“掃描”來確定，這涉及在用戶預先選擇的頻率範圍內步進注入頻率。


頻率響應分析儀框圖
一旦測試信號到達頻率響應分析儀的輸入，它們就會通過 N4L 專有的測距電路進行信號調節，然後通過高線性度 ADC 進行數字化。 數字化後，數據被傳遞到 FPGA/DSP 進行離散傅里葉分析。 DFT 充當“陷波濾波器”，僅提取注入的信號頻率，所有其他頻率都被拒絕。 例如，如果 FRA 發生器將 1kHz 信號注入電路，頻率響應分析儀將利用 DFT 過程僅從傳遞到 FPGA 的信號中提取 1kHz 分量。


如果沒有 DFT 過程，頻率響應分析儀數字化的信號也會包含噪聲。 DFT 工藝提供出色的選擇性和非常高 (120dB) 的動態範圍。


比較 CH1 和 CH2 的 DFT 輸出的幅度和相移。 絕對增益 (CH2/CH1) 轉換為 dB 值，並顯示 dB 增益和相移（以度為單位）。




如何使用頻率分析儀進行我的開發工作？
對於任何硬件工程師來說，頻率響應分析儀都應該被視為與示波器一樣重要，它是一種主要的設計工具，將在任何硬件工程師的測試台上發揮重要作用。 請務必記住，N4L FRA 是精密儀器，具有校準輸入並提供通常僅在計量領域才能看到的測量精度。


FRA 可用於表徵輸入濾波器電路的增益/相位響應、確定晶體管的交流信號行為、確定伺服電機控制系統是否穩定、使工程師能夠確定設備的傳遞函數或子系統。 這些只是頻率響應分析儀可應用的數千種應用中的一小部分。


應用示例
 
控制循環 晶體管 過濾器 音頻 光電 哄 我願意 變壓器 相聲 EMI
控制迴路
穩定性
分析
晶體管
性能
分析
過濾器設計
音頻放大器
設計
光耦合器
評估
同軸電纜
頻率
響應
LDO穩壓器
評估
信號變壓器
性能
評估
相聲
測試
RFI/EMC 濾波器
設計
結合多功能測量的寬帶寬頻率響應分析儀
在當今世界，來自許多不同應用領域的工程師需要不斷提高速度、靈活性和測量精度，PSM 系列是新一代多功能頻率響應分析儀，可在每種模式下提供領先的性能，而不會影響精度或增加額外成本。通常與此類靈活的工具相關。 Newtons4th 在我們的儀器中採用創新的現代技術和獨特的電路設計，無需過多的成本即可實現如此高的精度。


 




PSM 系列儀器不僅提供傳統的頻率響應測量，還可以與阻抗分析接口結合形成高精度阻抗分析儀，對於 PSM3750，該解決方案能夠提供高達 50MHz 的阻抗分析


其他功能包括示波器功能 (PSM3750 + SFRA45) 以及功率分析儀、諧波分析儀和矢量電壓表模式。

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