历史上,扫频正弦测试最初采用的是模拟技术,这就意味着正弦波发生和测量都是在模拟域进行 的。一个简单的扫频正弦测试仪器由以下部分组成:
- 频率可变的正弦振荡器
- 输出资源的估计器
- 输入信号的估计器
- 区分输入和输出 RMS 测量的分频器
- 显示分频结果的显示器或绘图机
多数情况下 UUT 响应不是线性的,通过非常纯正的正弦激励,响应信号可能包含强谐波。例 如,某个 100Hz 激发的正弦信号,其响应信号可能包含 200Hz、300Hz 等不同频率内容。一个简单的 RMS 估计器难以分辨不同频率内容的振幅,相应的 FRF 计算也不会准确。为了解决这个问 题,可以在扫频频率的中心应用跟踪滤波器,可以在跟踪滤波器的输出端应用 RMS 估计器,如 图 4 所示。
配置滤波器之后,RMS 估计器可以准确测量扫频频率上的频率振幅,其他频率上的能量会被过滤掉。
由于滤波器只跟踪正弦频率中心的频率,因此在扫频正弦测试中使用滤波器也会带来一些问题。 不光需要改变滤波器的中心频率,同时也要改变带宽。例如,扫频频率为 100Hz,那么应当合理选择 50~100Hz 滤波器带宽。当扫频频率降低到10Hz,谐波会在 20Hz 处,这样使用50~100Hz 滤波器带宽就太宽了。为了解决这个问题,可以使用“跟踪滤波器”。跟踪滤波器会根据扫频频率变化改变中心频率和带宽。模拟扫频正弦设备多采用混合频率技术来实现跟踪滤波,其电子元件非常昂贵。通过数字技术,直接在软件中实现数字合成跟踪滤波器,无需额外硬件成本。
跟踪滤波器的带宽是关键控制参数。CoCo 设备将其定义为扫频频率的百分比。用户可以选择100%到 7%之间的任意百分比。100%意味着跟踪滤波带宽同相应扫频频率带宽相同。50%意味着带宽是扫频频率的½。
CoCo-80 使用独一无二的数字滤波器,能快速响应并清晰检测正弦 RMS 值。