基于單片機的頻率特性測試儀畢業(yè)論文.doc

摘要本文主要以單片機為控制核心，設(shè)計了一個頻率特性測試儀。文中主要闡述了該儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理和性能特點。整個系統(tǒng)主要包括控制電路、數(shù)控掃頻信號源電路、峰值測量電路、相位差測量電路以及數(shù)控衰減網(wǎng)絡(luò)。該儀器硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件設(shè)計靈活，具有測量范圍寬、精度高、使用方便等特點。關(guān)鍵詞:直接數(shù)字頻率合成（DDS）；電子測量；幅頻特性；相頻特性；單片機1FrequencyCharacteristicInstrumentBasedonSingle-chipComputerAbstractThispaperpresentsatypeoffrequencycharacteristictestingmeterwhichisbasedonsinglechipmicrocomputer.Itmainlyexpoundstheinstrumentstructure,workingprincipleandcharacteristics.Thesystemmainlyconsistedofnumericalcontrolcircuit,signalcircuit,sweepingcircuitandCNCattenuationnetwork.Thisinstrumentshardwarestructureandsoftwaredesignflexible,simplewithwidemeasurerange,highprecision.Anditiseasytouse.Keywords:DDS；Electronicmeasurement；Amplitude-frequencycharacteristic；Phase-frequencycharacteristic；Single-chipmicrocomputer2目錄1緒論.12系統(tǒng)總體方案設(shè)計.錯誤!未定義書簽。2.1頻率特性的基本概念.12.2測量原理.13系統(tǒng)硬件原理框圖設(shè)計.23.1控制電路設(shè)計.33.1.1最小單片機系統(tǒng).33.1.2通信接口電路.33.2數(shù)控掃頻信號源的電路設(shè)計.43.2.1直接數(shù)字合成芯片AD7008介紹.43.2.2AD7008與單片機的接口電路.53.2.3低通濾波器設(shè)計.73.2.4信號放大輸出電路.83.3相位測量電路設(shè)計.93.3.1相位測量原理框圖.93.3.2測相電路硬件設(shè)計.93.4幅值測量電路設(shè)計.103.4.1峰值檢測電路.103.4.2A/D轉(zhuǎn)換器MAX197介紹133.4.3MAX197和單片機的接口電路153.5輸入衰減電路設(shè)計.154系統(tǒng)軟件設(shè)計.164.1單片機通信程序的實現(xiàn).164.2單片機測量控制程序的設(shè)計.174.2.1頻信號源的控制程序設(shè)計.174.2.2相位測量程序的設(shè)計.194.2.3幅值測量程序的設(shè)計.205結(jié)束語.22致謝.22參考文獻.2331緒論在電路測試中，常常需要測試頻率特性電路的頻率特性體現(xiàn)了放大器的放大性能與輸入信號頻率之間的關(guān)系，頻率特性測試儀是顯示被測電路幅頻、相頻特性曲線的測量儀器。傳統(tǒng)掃頻儀不僅價格昂貴、體積龐大，而且只能顯示幅頻特性曲線，不能得到相頻特性曲線，更不能打印被測網(wǎng)絡(luò)的頻響曲線，給使用帶來諸多不便為此，設(shè)計了一種基于單片機的頻率特性測試儀。在此主要采用集成的直接數(shù)字合成波形DDS技術(shù)及單片機系統(tǒng)構(gòu)成外圍測量電路設(shè)計了一個頻率特性測試儀。該儀器硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件設(shè)計靈活，具有測量范圍寬、精度高、使用方便等特點。2系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1頻率特性的基本概念頻率特性指系統(tǒng)傳遞不同頻率的正弦信號的性能，包括幅度頻率特性和相位頻率特性。幅度頻率特性描述系統(tǒng)對于不同頻率的輸入正弦信號在穩(wěn)態(tài)情況下的衰減或放大特性；相位頻率特性描述系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出對于不同頻率的正弦輸入信號的相位滯后或超前的特性。2.2測量原理對于一個電子部件，一個網(wǎng)絡(luò)或一個系統(tǒng)的頻率特性是可以用實驗方法測試。測試方法有點頻測量法和掃頻測量法。點頻測量法的方框圖如圖1所示。測試時，信號源的頻率由低至高逐點調(diào)節(jié)，幅度保持不變，同時分別讀出電壓表的數(shù)值。然后把信號頻率的變化定為橫坐標(biāo)，以電壓幅度定為縱坐標(biāo)，逐點畫出各頻率點對應(yīng)的電壓值，便可以描繪出平滑曲線，即得到被測系統(tǒng)的幅度頻率特性曲線。圖1點頻測量的方框圖掃頻測量法是點頻測量法的改進，其方框圖如圖2所示。一方面，