泰克2系列混合信号示波器的频率响应分析应用

通常，我们使用波特图来分析系统的频率响应。这类 图表以图形的方式展示一定频率范围内的幅度和相 位，可用于分析和理解电路行为。总的来说，波特图 可以清晰且直观地展示电路频率响应特性，进而有 助于电子系统的设计、优化和故障排除，是一种强大 的电路分析辅助工具。

泰克2系列混合信号示波器提供 2-SOURCE 或 2-ULTIMATE 可选，可支持内置函数发生器和 波特图功能。 对于 4/5/6 系列混合信号示波器而言，波特图功能需要使用功率测量和分析选项（PWR）。 功率测量和分析结果可通过控制回路响应测量 得出。部分泰克示波器提供内置函数发生器和波特图功能， 用户可以更加轻松、准确地分析和拓展他们的电路 设计。这一内置功能支持用户根据自己的选择自动 更改函数发生器的输出频率，捕捉输入和输出信号， 并生成波特图。

波特图由两张图组成：幅频响应（增益）图和相频响 应图。这两张图可以显示系统响应不同频率的方式， 并提供有关系统增益和相位特性的见解。

波特图作用

波特图可为电路分析提供多种见解，包括：

1. 增益和衰减 波特图可以显示电路在不同频率下的增益或衰减情 况。幅度图展示了电路放大或衰减不同频率信号的 方式。此类信息对于了解电路的整体增益或损耗，以 及识别其频率响应特性而言至关重要。

2.频宽

频宽是指电路有效工作的频率范围。通过检查幅度 图，可以确定增益在指定范围内（例如 -3dB）的频率 范围，代表了电路的可用频宽。

3. 滤波器分析

波特图可为低通、高通、带通和带阻滤波器等滤波器 电路提供宝贵的见解，能够显示截止频率、滚降率 和通带 / 阻带特性。波特图有助于直观展示电路选 择性地允许或拒绝某些频率分量的方式，进而助力 滤波器设计和分析。

4. 相位响应

波特图还能够展示电路的相位响应情况。相位图能 够展示电路在不同频率下引入的相移。在分析具有 时间延迟的系统或对相位敏感的应用（如音频信号 处理和反馈控制系统）时，上述信息至关重要。

5. 稳定性分析

波特图可用于分析反馈控制系统的稳定性。 稳定 性分析中的断开循环，俗称“开环”或“开反馈环”， 是一种通过仅考虑开环传递函数来简化复杂控制系 统分析的技术。这在使用波特图进行稳定性分析时 尤其有用。工程师可以通过检查开环传递函数的幅 度图和相位图来确定（增益和相位的）稳定裕度。稳 定裕度代表系统的稳定性以及对抗干扰和变化时的 稳定程度。

6. 共振和频率选择性

波特图有助于识别电路中的谐振频率和频率选择性， 尤其是在包含电容和电感等电抗元件的系统中。幅 度图表示峰值或谐振频率，而相位图表示这些频率 相关的相移。

使用 2 系列混合信号示波器生成波特图

以下示例将使用一个简单的一阶低通滤波器演示如 何在 2 系列混合信号示波器上生成波特图。该滤波 器为无源滤波器，仅由一个电容和一个电阻串联而 成。 RC 网络使用 10Ω 电阻和 1μF 电容。

如需要在 2 系列混合信号示波器中启动波特图，请 按下测量按钮添加新的测量值。波特图位于 FRA 选 项卡下。

使用光标和结果表从波特图中获得更多详细信息。 在图 中，对于具有 10Ω 电 阻和 1μF 电 容 的 简单 RC 网络（如前所述），截止频率约为 16kHz，与我们 的计算结果相符，相位图显示约为 -40° F，接近该截 止频率的理想相位角 -45° F。您还可以从增益图中 检测到截止频率有较高的滚降。

2 系列混合信号示波器功能灵活，可为您带来更多相 关见解，并优化您的电路配置。其小巧便携的外形、 选配的电池电源和内置功能（如波特图）可支持随时 随地进行数据测量及分析。