歷史上,掃頻正弦測試最初采用的是模擬技術(shù),這就意味著正弦波發(fā)生和測量都是在模擬域進(jìn)行 的。一個(gè)簡單的掃頻正弦測試儀器由以下部分組成:
- 頻率可變的正弦振蕩器
- 輸出資源的估計(jì)器
- 輸入信號的估計(jì)器
- 區(qū)分輸入和輸出 RMS 測量的分頻器
- 顯示分頻結(jié)果的顯示器或繪圖機(jī)
多數(shù)情況下 UUT 響應(yīng)不是線性的,通過非常純正的正弦激勵(lì),響應(yīng)信號可能包含強(qiáng)諧波。例 如,某個(gè) 100Hz 激發(fā)的正弦信號,其響應(yīng)信號可能包含 200Hz、300Hz 等不同頻率內(nèi)容。一個(gè)簡單的 RMS 估計(jì)器難以分辨不同頻率內(nèi)容的振幅,相應(yīng)的 FRF 計(jì)算也不會準(zhǔn)確。為了解決這個(gè)問 題,可以在掃頻頻率的中心應(yīng)用跟蹤濾波器,可以在跟蹤濾波器的輸出端應(yīng)用 RMS 估計(jì)器,如 圖 4 所示。
配置濾波器之后,RMS 估計(jì)器可以準(zhǔn)確測量掃頻頻率上的頻率振幅,其他頻率上的能量會被過濾掉。
由于濾波器只跟蹤正弦頻率中心的頻率,因此在掃頻正弦測試中使用濾波器也會帶來一些問題。 不光需要改變?yōu)V波器的中心頻率,同時(shí)也要改變帶寬。例如,掃頻頻率為 100Hz,那么應(yīng)當(dāng)合理選擇 50~100Hz 濾波器帶寬。當(dāng)掃頻頻率降低到10Hz,諧波會在 20Hz 處,這樣使用50~100Hz 濾波器帶寬就太寬了。為了解決這個(gè)問題,可以使用“跟蹤濾波器”。跟蹤濾波器會根據(jù)掃頻頻率變化改變中心頻率和帶寬。模擬掃頻正弦設(shè)備多采用混合頻率技術(shù)來實(shí)現(xiàn)跟蹤濾波,其電子元件非常昂貴。通過數(shù)字技術(shù),直接在軟件中實(shí)現(xiàn)數(shù)字合成跟蹤濾波器,無需額外硬件成本。
跟蹤濾波器的帶寬是關(guān)鍵控制參數(shù)。CoCo 設(shè)備將其定義為掃頻頻率的百分比。用戶可以選擇100%到 7%之間的任意百分比。100%意味著跟蹤濾波帶寬同相應(yīng)掃頻頻率帶寬相同。50%意味著帶寬是掃頻頻率的?。
CoCo-80 使用獨(dú)一無二的數(shù)字濾波器,能快速響應(yīng)并清晰檢測正弦 RMS 值。