在没有负荷的情况下，输入到调节阀（带阀门定位器）的输入信号是一个无畸变的正弦波。输出值稳定后，系统的输出也是一个频率相同的正弦波。但输出的振幅、相位与输入不一定相同，而是随输入信号频率的变化而变化，这种性质就称为频率响应特性。
可以用图解法在对数坐标上表示增益、相角、频率之间的对数函数关系。表征频率特性的指标有幅值M(ω)和相角θ(ω)：
M(ω)=A出 /A入 (1)
θ(ω)=θ出一θ人 (2)
式中
A出 ——输出正弦波的振幅；
A入 ——输入正弦波的振幅；
θ出 ——输出正弦波信号的相位；
θ入 ——输入正弦波信号的相位。
用对数表示并取分贝为单位的M(ω)就是增益值G，即
G=20Lg10(A出/A入) (3)
根据上列公式所计算的数据可画出波德曲线（图1），波德曲线表示了频率ω与相位差Φ的关系，也表示频率ω与增益值G的关系。
图1 波德曲线
从波德曲线中可求得折点频率数、增益余量和相位余量。频率响应特性也是反映调节阀灵敏度的标志之一。波德曲线图中的折点频率数要足够大，动态特性好就意味着调节阀反应灵敏、快速，而且稳定性好。
频率特性的好坏同样和气室容积大小、阀门定位器情况、信号管的大小及长短等因素有关。
图2表示一个频率特性的试验装置。被测试的调节阀8装有气动阀门定位器（也可以装电一气阀门定位器）。用正弦波频率发生器16产生某种频率的正弦波输人到阀门定位器，这个信号通过电一气转换器3，转换成20～100kPa的标准正弦波气压信号，在通过气一电转换器15之后，转换成4～20mA的直流电流信号，经过接线板14，信号输入到示波器12，在记录纸上记录正弦波形的输入信号。与此相对应的行程输出信号在百分表中显示，并通过电阻式分压器9将阀的行程位移量变换成4～20mA的直流电流信号，通过接线板14，信号输入到示波器，在记录纸上记录输出信号正弦波形。
利用频率发生器输出的不同频率，测出对应的输入、输出正弦波形，从而求得波德曲线。
试验的具体步骤如下。
a．这种试验只有在调节阀的静态特性试验和密封性试验合格之后才能进行。
b．输入信号波形是没有畸变的正弦波，其范围为全行程范围的45%～55%。图2频率响应特性试验原理及装置图
图2 频率响应特性试验原理及装置图
1,4 过滤器；2,5 减压阀；3电-气转换器；6,17,18 压力表；7 气动阀门定位器；8 被测试调节阀；9 电阻式分压器；10 百分表；11 稳压电源装置；12 自动记录示波器；13 可变电阻器；14 接线板；15 气一电转换器；16正弦波频率发生器
如果输入信号范围是20～100kPa，那么试验输入信号可以为56~64kPa，正弦波的中点正好是输入范围的中间值。
如果输人信号波形在全行程范围的45%～55%范围内，输出正弦波形有明显畸变时，可对输入信号波形进行调整，使其为全行程范围的49%～51%。
c．在试验中需要记录数据的各个参数和进行阶跃过渡试验时相同。
① 记录试验所用的执行机构的型号、信号压力范围、行程等参数。
②记录被测试的气动阀门定位器（或电气阀门定位器）的型号、气压、输入信号范围、输出气压范围等参数。
③记录被测试阀门的型号、公称通径、行程。空载时压差为零。填料函的压紧程度用实测的回差表示，其值应小于允许值。
④ 记录试验所用的输送信号管道的长度和内径。
d．在试验时，从选择最低频率开始（如0.01Hz），使输入波形和输出波形之间无相位偏差，而且振幅比是1，然后增加频率，记录输入波形和输出波形，一直试验到相位差为300°，振幅比小于0.1时为止。
e．从记录纸上读出某一频率下的输出、输入的振幅和相位差，并作出波德曲线。