3.2 MAX262模块
采用MAX262双滤波器级联构成四阶程控滤波器,输入脉冲是由单片机的ALE通过十六进制计数器进行十六分频所提供的。MAX262的低通滤波传递函数为:
3.3 幅频特性测试模块
FPGA由DDS原理产生扫频信号,其内置双口RAM频率字位宽32 bit系统时钟fCLK为166 MHz,因此,频率分辨率f=fCLK/232=0.038 64.Hz,其带宽为166 MHz。真有效值转换器AD637的转换公式为Vrms=Avg[VIN/Vrms],读取输出信号的有效值。
4、系统设计
4.1 硬件设计
4.1.1 增益控制
增益控制的核心电路由可变增益运算放大器AD603和精密运算放大器ADOP37组成。其中以AD603为核心,辅以外围电路实现程控放大器,其增益与控制电压成线性.单片机控制D/A输出控制放大增益。其电路原理图如图2所示。
4.1.2 程控滤波
程控滤波主要是由MAX262通过程控实现。MAX262通过单片机SPI总线对滤波器参数编程实现程控滤波器,其中心频率和品质因数分别为64级、128级编程可调,其电路原理如图3所示。
4.2 软件设计
该系统设计的软件设计流程如图4所示,在选择滤波器种类后等待输入放大增益参数,计算参数对应的D/A输出数值,向D/A发送数据,并锁存。等待接收滤波器的参数,通过计算,对MAX262编程,并控制数据选择器选择输出MAX262的低高通引脚信号。等待接收键盘信息,如果是左右方向键,则改变滤波器截止频率:如果是上下方向键,则改变放大增益。当选择幅频特性测试仪时,通过ADC采样真有效值转换器AD637的输出,通过计算采样结果,得出幅频特性,并在液晶上显示。
5、测试结果
5.1 功能测试
将输入信号和放大器输出信号分别接入双踪示波器,调整合适的电压幅度,观察两波形区别。放大器输出电压在1 dB~10 dB范围内无明显失真。
使用EDA系统板的FPGA和DAC产生扫频正弦波频率范同50 Hz~220 kHz,步进10 kHz,输出端分别接到数字示波器和幅频特性测试仪的输入端。将数字示波器的FFT功能与幅频特性测试仪得到的幅频特性结果相比较,测试的幅频特性测试仪精确性较高。