11.頻率特性測試儀實驗報告

頻率特性測試儀實驗報告實驗目的：1、了解頻率特性測試儀的工作原理2、學會設計一個雙T被測網絡，并且能夠達到所給要求3、了解頻率特性測試儀設計的整體系統(tǒng)設計，以及各子系統(tǒng)設計的方案思路4、掌握頻率特性測試儀的信號源產生方法，并能夠設計DDS信號源電路5、掌握頻率測試儀的檢波顯示原理并能夠設計一個符合要求的峰值檢波器。實驗原理：頻率測試儀就是一個掃頻儀，它體現(xiàn)的是輸出電壓隨頻率變化的關系。它是根據(jù)掃頻法的測量原理設計而成的，就是將掃頻信號源和示波器的X-Y顯示功能結合在頻率特性測試儀組成框圖頻率特性測試儀與被測網絡構成了閉合回路。一個頻率測試儀應該有三個部分組成：信號源、被測網絡和檢波及顯示部分。掃頻信號源：掃頻的速度與測量儀的其他部分的工作同步。掃頻信號源在掃頻過程中，通過采用AL（自動電平控制）技術使幅度保持一致（可視為恒等于，這樣，可省去對輸（（SWEEP)X常見的掃頻信號產生方法：壓控振蕩VC，函數(shù)發(fā)生器、鎖相環(huán)PLLPhaseLockLoop）直接數(shù)字頻率合成或直接數(shù)字合成（DDFSDDS）PLL+DDS8038VCO（反饋穩(wěn)頻或都可以采用。DDS信號源具有多方面的優(yōu)勢，主要有：頻率穩(wěn)定度高，頻率DDS作為測試的激勵信號源。下圖為DDS工作原理圖寄存器存儲器D/A器DDS是由數(shù)字量控制的頻率源，它是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，輸出頻率可以快速跳變.由于DDSDDS采用的是一種純數(shù)字化的方法。先將所需波形一個周期的離散樣點的幅值ROM中，按一定的地址間隔(相位增量)D/A，即成為模擬正弦信號波形，再經低通濾波，濾去D/A得所需質量的正弦信號。如果用DDS通濾波器。1，相位累加器的字寬（位數(shù)）32位時，輸出地址對應于波形的相位分辨率為1232。組成一個周期的樣點數(shù)愈多,表示樣點幅值大小的數(shù)字字長位數(shù)越長所合成的波形質量越好,累加器的字寬容易做得很寬，為了獲得更高的相位分辨率，存儲函數(shù)數(shù)字波形的ROMDDS的一個重要優(yōu)點是,它不但可以合成出正弦波,三角波,方波等函數(shù)波形還可以合成各種調制波形和任意形狀的波形,只要將所需波形預先計算好存于波形存儲器中即可.。DDS系統(tǒng)中,包含數(shù)字運算,D/A(數(shù)模轉換)等數(shù)字電路環(huán)節(jié),因而輸出信號的最高頻率上限受到限制,目前,專用的DDS集成電路芯片的最高時鐘頻率可達到1GHz以上.可實現(xiàn)的信號源正弦波頻率達數(shù)百MHz以上.。被測網絡：用于測量演示頻率特性的網絡可以是各種各樣的，本題要求制作一個阻容雙T網絡，中心頻率5kHz，中心頻率由RC值決定，按照F0=1/2RC,選擇R=31.8k,C=1000pFT50Hz帶寬的，考慮采用阻容雙T網絡作負反饋網絡構成有源帶通濾波器，通過改變環(huán)路的值，來改變?yōu)V波器的帶寬。下圖為有源阻容雙T網絡構成的帶通濾波器單片機完成網絡的輸出幅值的采集運算。檢測正弦波的峰值或有效值。對于低頻信號，檢測峰值更為方便。檢波器。D1D12in -+D2FR1072-63++U1CA3140C1000pFU2CA3140cirVTtoadRw5KΩ峰值檢波電路由于峰值檢波器中的電容C不宜取值太大，因而峰值檢波易受干擾和存在偶然誤差，解決的方法是由單片機對多次檢波測量的結果進行平均來提高檢波的準確性。軟件設計：掃描的主流程圖：開始開始設置頻率范圍確定掃頻速度產生正弦信號延時幅值測量相位測量頻率步進到頻率上限？NOYES（）顯示測量結果返回實驗結果及分析：雙T被測網絡用EWB仿真結果：4.977khz5.0389khz4.9236khzB+=61.9hzB-=53.4hz題目要求中心頻率為5khz，帶寬為±50Hz仿真結果的中心頻率的誤差為46%上限頻率帶寬誤差為：23.8%下限頻率帶寬誤差為：6.8%調整Rw時中心頻率不變，帶寬隨著Q