简易频率特性测试仪(E题)要点.doc

2013年全国大学生电子设计比赛 题目：简略频次特征测试仪（E题） 学校：洛阳理工学院 系别：电气工程与自动化系 学生：蔡超越王瑞同葛永要 指导老师：张刚 时间：2013年9月4号--- 2013年9月7号 1 题目名称：简略频次特征测试仪（E题） 【纲要】：本实验以DDS芯片AD9851为信号发生器，以单片机STC8051为核心控制 芯片，加之于外头电路来实现幅频及相频的检测。系统由5个模块构成：正弦扫频信号模块， 待测串连RLC及加法器模块，低通滤涉及AD变换模块，单片机最小系统模块，及显示模 块。先以单片机送给AD9851控制字产生1MHz-40MHz的正交扫频信号，一路余弦信号经 过RLC被测电路变换后，传入乘法器，分别与正交信号相乘。输出两路信号经过低通滤波 器、AD变换，在12864上显示幅频特征曲线和相频特征曲线。 【重点词】:DDSSTC8051最小系统RC滤波 Abstract:ThisexperimentissignalgeneratorwithDDSchipAD9851,STC8051MCUas thecorecontrolchip,andtheperipheralcircuittorealizetheamplitudefrequencyand phasefrequencydetection.Systemiscomposedoffivemodules:sinesweepsignalmodule, serialRLCundertestandtheaddermodule,low-passfilteringandADconversionmodule, singlechipmicrocomputerminimumsystemmodule,anddisplaymodule.Startwithsingle chipmicrocomputertoAD9851controlwordtoproduce1MHZ-40MHZorthogonal frequencysweepsignal,acosinesignalthroughtheRLCcircuittobetestedafter transformation,theincomingmultiplier,withtheorthogonalsignalmultiplication respectively.Outputtworoadsignalsthroughalow-passfilter,ADconversion,displayedon the12864amplitude-frequencycharacteristicandphasefrequencycharacteristicscurve. 【keywords】:DDSSTC8051smallestRCfilteringsystem 2 目录 一．方案论证与选择4 1.1扫频信号产生方案 1.2幅频和相频特征丈量方案 二．系统整体设计方案及实现框图5 三．单元模块设计5 3.1正弦信号发生器5 3.2待测串连RLC及加法器模块8 四．理论剖析与计算11 4.1扫频测试仪理论依照11 4.2DDS信号源11 4.3相位差丈量12.. 五．系统软件设计13 七．总结剖析与结论21 3 一、方案论证与选择 扫描信号产生方案 1.1数字直接频次合成技术(DDFS) 方案一：采纳数字直接频次合成技术(DDFS)。以单片机和FPGA为控制核心,利用 FPGA中的N位地点储存相应的正弦表值，经过改变频次控制字K，寻址相位累加器的波形 储存器的数据,以产生所需频次的正弦信号fout=fin*K/2N。该方案频次比较稳固，抗扰乱能 力强，但程序实现会有必定的繁琐性，并且会占用FPGA资源。 1.2程控锁相环频次合成 方案二：采纳程控锁相环频次合成方案。锁相环频次合成是将高稳固度和高精准度的 标准频次经过加减乘除的运算产生相同稳固度和精准度的大批失散频次，在必定程度上解决 了既要频次稳固精准、又要频次在较大范围可变的矛盾，能产生方波，经过积分电路就能够获得同频次的三角波，再经过滤波器就能够获得正弦波，但采纳了多次积分电路，这类拥有惰性特征的电路偏差大且不可以知足相频曲线和幅频曲线的输出要求，功能扩展能力有限。 1.3数字频次发生器（DDS）AD9851产生 方案三：采纳DDS芯片AD9851。依据题目要求，联合性价比，我们采纳AD9851。 AD9851是AD企业采纳先进的DDS技术生产的拥有高级集成度的DDS器件，它的最高工 作时钟为180MHz，正常输出工作频次范围为0～72ＭＨｚ，精度可达0.04Ｈｚ，它还拥有 调频和调相功能，经过单片机的合适控制即可产生高带宽的正弦波信号。该方案产生的信号 频次稳固度较好，操作简略，但抗扰乱性有必定