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测量仪表相关技术文章基于单片机和FPGA实现低频段数字式频率特性测试仪的设计完成稿-基于单片机的多功能测试仪设计.docx

测量仪表相关技术文章基于单片机和FPGA实现低频段数字式频率特性测试仪的设计

1 引言

频率特性是一个网络性能最直观的反映。频率特性测试仪用于测量网络的幅频特性和相频特性,是根据扫频法的测量原理设计,是一种快速、简便、实时、动态、多参数、直观的测量仪器,可广泛应用于电子工程等领域。由于模拟式扫频仪价格昂贵,不能直接得到相频特性,更不能打印网络的频率响应曲线,给使用带来诸多不便。为此,设计了低频段数字式频率特性测试仪。该测试仪采用数字直接频率合成技术专用的集成电路AD985l产生扫频信号,以单片机和FPGA为控制核心,通过A/D和D/A转换器等接口电路,实现扫频信号频率的步进调整、数字显示及被测网络幅频特性与相频特性的数显等。该系统成本低廉,扫频范围较宽(10 Hz~1MHz),可方便地与打印机连接,实现频率特性曲线的打印。

2 多功能计数器设计方案

2.1 幅频和相频特性测量方案

方案1:利用公式H(s)=R(s)/E(s),以冲击函数为激励,则输出信号的拉氏变换与系统函数相等。但是产生性能很好的冲击函数比较困难,需要对采集的数据做FFT变换,需要占用大量的硬件和软件资源,且精度也受到限制。