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《便攜式低頻幅頻特性測(cè)試儀的研制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、便攜式低頻幅頻特性測(cè)試儀的研制
2、第1...G（jω）稱(chēng)為頻率特性，A（ω）是輸出信號(hào)的幅值與輸入信號(hào)幅值之比，稱(chēng)為幅頻特性。Φ（ω）是輸出信號(hào)的相角與輸入信號(hào)的相角之差，稱(chēng)為相頻特性。其中，幅頻特性是一個(gè)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(cè)試?！ ≡趯?shí)際測(cè)量中，用一個(gè)隨著時(shí)間按一定規(guī)律，并在一定頻率范圍內(nèi)掃動(dòng)的信號(hào)代替以往的固定頻率信號(hào)，就可以對(duì)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速、定性或定量的動(dòng)態(tài)測(cè)量，給出被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性和傳輸特性的實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果。測(cè)量原理見(jiàn)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(zhǎng)設(shè)定為通過(guò)鍵盤(pán)可任意設(shè)定（1、2、3…n）頻率間隔，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)性增長(zhǎng)；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(guò)軟、硬件結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)掃頻信號(hào)頻率的上限、下限、步長(zhǎng)及顯示畫(huà)面設(shè)定；通訊功能為，通過(guò)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(cè)試儀的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮結(jié)構(gòu)的輕便、省電，輸出的測(cè)試信號(hào)精確、可控，能自動(dòng)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(chǔ)器，不需外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)測(cè)試儀現(xiàn)場(chǎng)完成對(duì)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試后，數(shù)據(jù)保存在非易失性存儲(chǔ)芯片DS1225（見(jiàn)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析、研究時(shí)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖可通過(guò)串口將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)微機(jī)，使得測(cè)試儀更方便實(shí)用。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖2。500)this.style.ouseg(this)">3．1 信號(hào)發(fā)生電路 具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的掃頻信號(hào)是幅頻特性測(cè)試儀實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)試的關(guān)鍵。所以，掃動(dòng)的正弦信號(hào)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(dòng)掃頻功能。其硬件電路的組成見(jiàn)圖3?！ ∈紫炔捎肅D4060芯片及晶振產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)頻率fi（fi＝128Hz），作為二進(jìn)制加計(jì)數(shù)器HC4520的計(jì)數(shù)脈沖，HC4520的輸出作為2764的地址信號(hào)，由2764數(shù)據(jù)輸出端輸出已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。這樣，每經(jīng)過(guò)128Hz就從2764的數(shù)據(jù)端輸出一個(gè)由128點(diǎn)組成的、頻率為1Hz的數(shù)字正弦波。再經(jīng)過(guò)DAC0832芯片數(shù)／模轉(zhuǎn)換后得到一個(gè)波形完美、頻率穩(wěn)定的模擬正弦波。當(dāng)fi經(jīng)過(guò)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(huì)得到fo（fo＝N×fi），N為分頻系數(shù)。當(dāng)fo的頻率超過(guò)1
6、MHz時(shí)，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(hào)。為了適合對(duì)無(wú)源和有源網(wǎng)絡(luò)的分別測(cè)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(lái)實(shí)現(xiàn)掃頻信號(hào)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(hào)的分頻值和幅度值，信號(hào)的產(chǎn)生均由硬件完成，這樣，CPU可有更多時(shí)間去對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)幅頻特性曲線(xiàn)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(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)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(jì)算、存儲(chǔ)、顯示。AD637（見(jiàn)中國(guó)電子資源網(wǎng)http：／／．chinadz．）是高精度單片TRMS／DC轉(zhuǎn)換器，可以計(jì)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(jí)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(chǔ)器DS1225中保存。存儲(chǔ)器的內(nèi)容是經(jīng)過(guò)有效值轉(zhuǎn)換及A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)（00H～FFH），而存儲(chǔ)器的地址就代表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的頻率值。3．3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及顯示電路 設(shè)計(jì)時(shí)考慮到便攜式測(cè)試儀需要省電這一特點(diǎn)，應(yīng)該
8、在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試完后就將電源關(guān)掉。以后，為了能對(duì)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(chǔ)器選用了非易失性的存儲(chǔ)器。通過(guò)比較測(cè)試，選用了Dallas公司的DSl225芯片，其內(nèi)部有鋰電池，能對(duì)存儲(chǔ)器供電，存儲(chǔ)容量為8K字節(jié)。這樣既可解決掉電存儲(chǔ)問(wèn)題，又能保存對(duì)一個(gè)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)所采集的所有數(shù)據(jù)。 顯示器采用圖形點(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(chǔ)器中取出的數(shù)據(jù)經(jīng)
