[实用新型]谐波分析仪

说明书

本实用新型是直接用应于信号的频谱分析这一领域仪器。

频谱分析是“信号与结性系统”课所要讲授的主要内容之一，而频谱的测量一般需用频谱分析仪，波形分析仪或选频电平表等，而这些仪表由于其结构复杂，操作不便，价格很贵（一般都在万元以上），维修不便等条件的限制，对于大多数院校来讲，要想给学生筹备测量频谱的实验而购置一、二十台这类的仪表，从使用方面和经济角度来讲是十分困难的；这种仪表只是为测量频谱而用，院校中要想给学生开此实验每学年每班也仅用这种仪表一、二次，况且本科生做实验也不易使用结构十分复杂，功能十分齐全的仪表。

本实用新型是要提供一种解决以上各条件限制的仪器，并且还能有效地对给定信号的频谱进行测量分析。

测量信号的频谱一般有两种方法。第一种方法的原理是利用外差法，选出其各次谐波的幅度，现有的仪表都是利用这种方法制成的。再一种方法就是利用带通滤波器进行选频，本实用新型就是利用这种方法研制成的，它是由四组琴键开关，二十七个带通滤波器单元，±15V直流稳压电源及外壳组成；通过此仪器再接到显示装置上，如示波器，毫伏表，可以观测到各次谐波的波形，频率及幅度；虽然此实用新型有些局限性，但其结构简单，造价低（成本400元），操作方便，不易损坏，容易维修，很适于高校及科研部门使用。

本实用新型可以借助于显示装置对100Hz、500Hz、1KHz的方波，三角波，脉冲等信号从基波到九次谐波进行测量；也可以根据用户的需要进行调整，对50Hz～1500Hz内的任意三种频率的信号进行九次以下谐波的测量；其误差在±1％以内。

附图说明：图1是本实用新型的结构附图。

本实用新型的结构特征：它包括一组三键双路互锁式琴键开关，即为图1中K₀，用K₀选择测量某一频率的信号；而它的每一个键都有两个联动的开关，即可同时接通或断开两路，通过K₀分别接通三组九键双路互锁式琴键开关K₁、K₂和K₃，用它们选择所测信号的谐波次数；即用K₁选择100Hz信号从基波－9次谐波的谐波次数，用K₂选择500Hz信号从基波－9次谐波的谐波次数，用K₃选择1KHz信号从基波－9次谐波的谐波次数，其中K₁、K₂、K₃的每一个键也都是有两个联动的开关，再通过K₁、K₂和K₃分别接通二十七个带通滤波器单元，即图1中的1－27，由K₁分别控制1－9带通滤波器单元，由K₂分别控制10－18带通滤波器单元，由K₃分别控制19－27带通滤波器单元，用K₀、K₁、K₂、K₃可以分级分别将本仪器的输入和输出端与某一个带通滤波器单元的输入和输出同时接通。而所述的这些带通滤波器单元只能通过自己所对应的谐波分量。

本实用新型中的所用带通滤波器单元都是由二阶双二次型带通滤波器组成，而此二阶双二次型带通滤波器是由集成运算放大器芯片及相应的电阻、电容、电位器组成，调节电路中的中位器可改变带通滤波器的中心频率或增益。

本实用新型的工作原理，将所要分析4的信号由本仪器的输入插座送入，并将输出接到示波器或毫伏表，然后将开关K₀中对应输入信号频率的那个键按下，如输入一个100Hz的信号，则将K₀的第一个键按下，这样就将输入信号与K₁的公共端接通，再由K₁选择所要测的谐波次数，若将K₁的第一个键按下，则在示波器上就显示出100Hz信号的基波波形，并在示波器上可测出此波形的频率和峰一峰值，而在毫伏表上可显示出其效值，若将K₁的第二个键按下，则可对100Hz信号的二次谐波进行观测，依次类推。同理，若将K₀的第二个键或第三个键按下，则可用K₂或K₃进行选择，对500Hz或1KHz信号的1－9次谐进行观测。