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1、便攜式低頻幅頻特性測試儀的研制
2、第1...G（jω）稱為頻率特性，A（ω）是輸出信號的幅值與輸入信號幅值之比，稱為幅頻特性。Φ（ω）是輸出信號的相角與輸入信號的相角之差，稱為相頻特性。其中，幅頻特性是一個網(wǎng)絡(luò)的重要傳輸特性，所以，本文只探討幅頻特性參數(shù)的測試。 在實(shí)際測量中，用一個隨著時間按一定規(guī)律，并在一定頻率范圍內(nèi)掃動的信號代替以往的固定頻率信號，就可以對被測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速、定性或定量的動態(tài)測量，給出被測網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性和傳輸特性的實(shí)時測量結(jié)果。測量原理見圖1。500)this.style.ouseg(this)"> 本儀器的主要功能和指標(biāo)如下：掃頻范圍為1Hz～120kHz；
3、幅值范圍為0V～5V連續(xù)可變；步長設(shè)定為通過鍵盤可任意設(shè)定（1、2、3…n）頻率間隔，實(shí)現(xiàn)線性增長；顯示方式為，選用128×128圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，顯示漢字、字母、數(shù)字、圖形；參數(shù)設(shè)定為，通過軟、硬件結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)掃頻信號頻率的上限、下限、步長及顯示畫面設(shè)定；通訊功能為，通過MAX3232C模塊進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)與微機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。3 硬件電路 根據(jù)便攜式幅頻特性測試儀的特點(diǎn)，在設(shè)計時主要考慮結(jié)構(gòu)的輕便、省電，輸出的測試信號精確、可控，能自動進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確而快速，以及顯示直觀等方面。主控采用了Atmel公司的89C52單片機(jī)。此系列單片機(jī)已有許多成功的應(yīng)用，技術(shù)成熟
4、，片內(nèi)集成了4K字節(jié)EEPROM程序存儲器，不需外擴(kuò)程序存儲器，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)測試儀現(xiàn)場完成對被測網(wǎng)絡(luò)的測試后，數(shù)據(jù)保存在非易失性存儲芯片DS1225（見http：／／．maxim－ic．）中，該芯片為帶鋰電池的EEPROM，在失電的情況下，可保存數(shù)據(jù)十年。當(dāng)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析、研究時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖可通過串口將數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)微機(jī)，使得測試儀更方便實(shí)用。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見圖2。500)this.style.ouseg(this)">3．1 信號發(fā)生電路 具有一個標(biāo)準(zhǔn)的掃頻信號是幅頻特性測試儀實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測試的關(guān)鍵。所以，掃動的正弦信號采用頻率合成的方式產(chǎn)
5、生，其頻率的穩(wěn)定度可達(dá)到10－8，并且容易實(shí)現(xiàn)自動掃頻功能。其硬件電路的組成見圖3?！ ∈紫炔捎肅D4060芯片及晶振產(chǎn)生一個基準(zhǔn)頻率fi（fi＝128Hz），作為二進(jìn)制加計數(shù)器HC4520的計數(shù)脈沖，HC4520的輸出作為2764的地址信號，由2764數(shù)據(jù)輸出端輸出已存儲的數(shù)據(jù)。這樣，每經(jīng)過128Hz就從2764的數(shù)據(jù)端輸出一個由128點(diǎn)組成的、頻率為1Hz的數(shù)字正弦波。再經(jīng)過DAC0832芯片數(shù)／模轉(zhuǎn)換后得到一個波形完美、頻率穩(wěn)定的模擬正弦波。當(dāng)fi經(jīng)過集成鎖相環(huán)CD4046及可編程分頻器8253組成的電路倍頻后，就會得到fo（fo＝N×fi），N為分頻系數(shù)。當(dāng)fo的頻率超過1
6、MHz時，應(yīng)換用74HC4046高速鎖相環(huán)，最終得到一系列連續(xù)可變的模擬正弦波，即掃頻信號。為了適合對無源和有源網(wǎng)絡(luò)的分別測試，幅度控制電路將P0口送出的00H～0FFH數(shù)字量經(jīng)U2數(shù)／模轉(zhuǎn)換后，輸出0V～5V程控電壓，用此電壓作為U1－DAC0832的基準(zhǔn)電壓，來實(shí)現(xiàn)掃頻信號的幅度調(diào)節(jié)。單片微處理器僅需由P0口分別送出掃頻信號的分頻值和幅度值，信號的產(chǎn)生均由硬件完成，這樣，CPU可有更多時間去對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以及實(shí)現(xiàn)對被測網(wǎng)絡(luò)幅頻特性曲線的顯示功能等。500)this.style.ouseg(this)">3．2 數(shù)據(jù)采集和處理電路 被測網(wǎng)絡(luò)的輸出信號經(jīng)過真有效值轉(zhuǎn)換芯片
7、轉(zhuǎn)換后，接到A／D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809的輸入端，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)由P0口送入微處理器，進(jìn)行數(shù)據(jù)的計算、存儲、顯示。AD637（見中國電子資源網(wǎng)http：／／．chinadz．）是高精度單片TRMS／DC轉(zhuǎn)換器，可以計算各種復(fù)雜波形的真有效值，其誤差低、頻帶寬（可達(dá)8MHz）。但AD637的輸入阻抗低（僅為8kΩ），所以，輸入端應(yīng)采用一級跟隨器進(jìn)行阻抗變換。數(shù)據(jù)讀入后按順序存入數(shù)據(jù)存儲器DS1225中保存。存儲器的內(nèi)容是經(jīng)過有效值轉(zhuǎn)換及A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)（00H～FFH），而存儲器的地址就代表存儲數(shù)據(jù)的頻率值。3．3 數(shù)據(jù)存儲及顯示電路 設(shè)計時考慮到便攜式測試儀需要省電這一特點(diǎn)，應(yīng)該
8、在現(xiàn)場測試完后就將電源關(guān)掉。以后，為了能對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究，數(shù)據(jù)應(yīng)具有掉電保存功能。所以，存儲器選用了非易失性的存儲器。通過比較測試，選用了Dallas公司的DSl225芯片，其內(nèi)部有鋰電池，能對存儲器供電，存儲容量為8K字節(jié)。這樣既可解決掉電存儲問題，又能保存對一個被測網(wǎng)絡(luò)所采集的所有數(shù)據(jù)?！ ★@示器采用圖形點(diǎn)陣液晶模塊——亞世光公司的YM128128－01，共有橫坐標(biāo)128點(diǎn)，縱坐標(biāo)128點(diǎn)，組成128×128的點(diǎn)陣顯示屏。從數(shù)據(jù)存儲器中取出的數(shù)據(jù)經(jīng)
