波形分析儀

用於分析波形的電子儀器稱為波形分析儀。它也稱為訊號分析儀，因為訊號和波形這兩個術語經常可以互換使用。

我們可以將週期性訊號表示為以下兩項之和。

• 直流分量
• 一系列正弦諧波

因此，週期性訊號的分析就是對其所包含的諧波分量的分析。

基本波形分析儀

基本波形分析儀主要由三個模組組成：初級檢測器、全波整流器和PMMC檢流計。下圖顯示了基本波形分析儀的框圖：

下面介紹了基本波形分析儀中每個模組的功能。

• 初級檢測器 - 它由一個LC電路組成。我們可以調整電感L和電容C的值，使其只允許透過需要測量的諧波頻率分量。

• 全波整流器 - 它將交流輸入轉換為直流輸出。

• PMMC檢流計 - 它顯示全波整流器輸出端獲得的訊號峰值。

透過在上述基本波形分析儀的框圖中用相應的元件替換每個模組，我們將得到相應的電路圖。因此，基本波形分析儀的電路圖如下所示：

此基本波形分析儀可用於分析週期性訊號的每一個諧波頻率分量。

波形分析儀的型別

波形分析儀可以分為以下兩種型別。

• 頻率選擇波形分析儀
• 超外差波形分析儀

現在，讓我們逐一討論這兩種波形分析儀。

頻率選擇波形分析儀

用於分析音訊範圍訊號的波形分析儀稱為頻率選擇波形分析儀。下圖顯示了頻率選擇波形分析儀的框圖。

頻率選擇波形分析儀由一組模組組成。下面介紹了每個模組的功能。

• 輸入衰減器 - 需要分析的音訊訊號被施加到輸入衰減器。如果訊號幅度太大，則可以透過輸入衰減器進行衰減。

• 驅動放大器 - 在必要時放大接收到的訊號。

• 高Q值濾波器 - 用於選擇所需的頻率並抑制不需要的頻率。它由兩個RC部分和兩個濾波放大器組成，所有這些都級聯在一起。我們可以改變電容值以改變頻率範圍（以10的冪次變化）。類似地，我們可以改變電阻值以改變選定範圍內的頻率。

• 儀表量程衰減器 - 它接收選定的音訊訊號作為輸入，並在需要時產生衰減的輸出。

• 輸出放大器 - 必要時放大選定的音訊訊號。

• 輸出緩衝器 - 用於向輸出裝置提供選定的音訊訊號。

• 儀表電路 - 顯示選定音訊訊號的讀數。我們可以選擇伏特範圍或分貝範圍的儀表讀數。

超外差波形分析儀

用於分析射頻範圍訊號的波形分析儀稱為超外差波形分析儀。下圖顯示了超外差波形分析儀的框圖。

下面介紹了超外差波形分析儀的工作原理。

• 需要分析的射頻訊號被施加到輸入衰減器。如果訊號幅度太大，則可以透過輸入衰減器進行衰減。

• 無調諧放大器在必要時放大射頻訊號，並將其施加到第一混頻器。

• 射頻訊號和本地振盪器的輸出頻率範圍分別為0-18 MHz和30-48 MHz。因此，第一混頻器產生頻率為30 MHz的輸出。這是施加到它的兩個訊號頻率之差。

• 中頻放大器放大中頻（IF）訊號，即第一混頻器的輸出。放大的中頻訊號被施加到第二混頻器。

• 放大的中頻訊號和晶體振盪器的輸出頻率相同，均為30MHz。因此，第二混頻器產生頻率為0 Hz的輸出。這是施加到它的兩個訊號頻率之差。

• 有源低通濾波器 (LPF) 的截止頻率選擇為 1500 Hz。因此，此濾波器允許透過第二混頻器的輸出訊號。

• 儀表電路顯示射頻訊號的讀數。我們可以選擇伏特範圍或分貝範圍的儀表讀數。

因此，我們可以根據需要分析的訊號的頻率範圍選擇特定的波形分析儀。