扫频信号发生器测试数据扫频信号发生器测试数据.ppt

Company Logo LOGO LOGO 频率特性测试仪 实验目的 1 设计制作一个频率特性测试仪，以单片机和FPGA构成的最小系统为控制核心，实现一定频带范围内对一个未知四端网络的幅频特性和相频特性的测量； 2 掌握数字频率合成技术的使用，完成扫频信号发生器的设计； 3 掌握幅频特性和相频特性的测试方法及示波器显示方法。 实验原理 以单片机和FPGA为控制核心，利用DDS(数字 频率合成技术)合成得到正弦波为扫频信号源； 由幅度测量电路分别测得各扫频信号对应的输 入网络信号和输出网络信号，并由其比例关系求 得待测网络的幅频特性； 利用相位测量电路测量出代表进出网络信号的相 位差的脉冲数，经单片机处理得到对应频率点的 相频特性； 将各频率点得到的幅度特性和相位特性存FPGA内部的RAM中，并结合锯齿波在示波器上显示。 实验原理 系统方框图 实验设备 直流稳压电源 数字 示波器 最小系统 实验平台 数模、 模数 转换器 峰值 检波器 实验内容 1 2 3 4 扫频信号发生器的实现 幅频 特性 测试 的实现 相频 特性 测试的实现 示波器 显示 的实现 实验内容 根据DDS原理实现扫频信号的信号源主要由参考频率源、相位累加器、正弦波采样点存储RAM、数模转换器及低通滤波器构成。 扫频信号发生器的实现 1 设参考频率源频率为 ，计数容量为 的相位累加器（ 为相位累加器的位数），若频率控制字为 ，则DDS系统输出信号的频率为 ，而频率分辨率为 DDS实现原理框图 实验内容 采用峰值检波器及AD转换器实现待测网络的幅频特性测量。利用集成真有效值变换芯片AD637测量被测信号的真有效值，然后换算为峰值，再送入AD转换器转换为数字信号 幅频特性 测试的 实现 2 真有效值检测电路 实验内容 相频特性的测试采用计数法实现，即将待测信号经过限幅放大后，分别经过过零比较器，对输出的方波进行异或操作，所得脉冲的占空比便能反映相位差的大小。 相频特性 测试的 实现 3 测量异或脉冲周期为 与高电平时间为 内的基准源脉冲数分别为 和 ,则信号相位差为： 计数法实现框图 实验内容 待测网络的幅频相频特性在示波器上的显示采用XY模式实现，经单片机处理后的幅频、相频曲线信息加至示波器Y轴,同时在示波器X轴加以与扫频信号频率相同的锯齿波以实现水平扫描。 示波器 显示 的实现 4 为了分别显示幅频和相频特性曲线,用叠加直流电平的方法使两种曲线显示在示波器荧光屏适当位置（示波器上方为幅频曲线，下方为相频曲线）。 参考电路 DA转换器模块 在DA转换器的选择上，考虑到DAC0800输出电流建立时间为100ns, 转换速度快使，在设计时可选用DAC0800作为DA转换器。另外，其基准源由基准源芯片MAX6250提供，提高了D/A的转换精度。 D/A转换电路 测试方法 设定频率值（Hz） 100 110 1000 1010 10000 10010 99990 100000 所测频率值（Hz） 所测峰峰值（V） 让扫频信号源输出频率范围在100Hz～100KHz、频率步进为10Hz的正弦信号，用双踪数字存储示波器对其进行频率和幅度的测量，以检测扫频信号源的输出信号是否满足要求。 扫频信号发生器测试数据 扫频信号发生器测试数据 测试方法 幅频、相频特性测试数据 输入信号频率（Hz） 500 1000 5000 6000 7000 10000 50000 100000 幅度比值（Vo/Vi） 相位差（度） 让扫频信号源输出频率范围在100Hz～100KHz幅度一定的正弦信号，分别测量待测网络的幅频、相频特性，并记录数据。 谢 谢 ！ * * Company Logo LOGO LOGO * *