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。 波特图可以通过收集不同输入信号频率下的幅度和 相位值数据手动生成——将所有得到的数值手动绘 制在坐标纸上即可。若收集的数据点较多，可借助 Excel、MATLAB 或 Python 等软件来绘制座标图。
波特图简介
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。
增益图以对数标度表示，指示系统的幅频响应与频 率的函数关系。使用对数标度，频率轴可以跨越几 个数量级，且不会降低分辨率。对数标度将较高的 频率压缩到图的右侧，从而更加均匀地表示整个频 率范围。
相位图则以度数表示，指示相移的量和方向。相位响 应范围为 -180° F 至 +180° F，相位图可显示系统影 响不同频率信号时序和同步的方法。相位图还为幅 度图进行了一定的补充，包含系统频率响应的整体 视图。
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。
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