資源描述：
《簡易頻率特性測試儀》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、簡易頻率特性測試儀參賽隊員：李啟端徐青嚴雨陽指導老師：司峻峰摘要本頻率特性測試儀采用DDS芯片AD9854產(chǎn)生穩(wěn)定的正交信號源，通過正交調(diào)制的方式完成對被測網(wǎng)絡的幅頻和相頻特性測量，能夠?qū)崿F(xiàn)對被測網(wǎng)絡的點頻和線性掃頻測量，并采用彩色液晶進行數(shù)字化的圖形顯示。1系統(tǒng)方案本設計采用場效應管CSD19535作為可變負載，使用10mΩ采樣電阻做電流監(jiān)控，同時將電流轉(zhuǎn)換為電壓。通過使用OPA2350運算放大器比較DAC8571產(chǎn)生的控制電壓信號和采樣電阻上產(chǎn)生的電壓，并將輸出用于控制場效應管，形成負反饋的
2、結構從而達到自動穩(wěn)定電流的目的。使用INA210放大采樣電阻上的電壓并使用ADS1110測量這一電壓從而得到實際的電流，使用10倍的電阻分壓網(wǎng)絡將負載端電壓分壓后使用ADS1251測量負載電壓。1.1場效應管的控制方案由于在采樣電阻上的電壓非常小，按題目需求，工作電流最大值為1A，即采樣電阻上的電壓范圍為0-10mV。直接將DAC產(chǎn)生的電壓與采樣電阻上的電壓比較是不可能的，必須放大采樣電阻上的電壓或者是對DAC上產(chǎn)生的電壓做衰減。方案1：衰減DAC的電壓。衰減DAC的電壓后，DAC的有效位數(shù)不會
3、損失，選擇DAC8571并使用REF3320（2.048V串聯(lián)電壓基準），衰減倍數(shù)應當為2.048V/10mV=204.8倍。為充分留有余量，此方案能保留DAC的有效位數(shù)，但要求運算放大器的失調(diào)電壓小，偏置電壓小，失調(diào)電流小才能得到較好的效果，同時只用一級運放做控制可以減小壓擺率和傳輸延遲帶來的震蕩危險。方案2：放大采樣電阻上的電壓。使用該方案將采樣電阻上的電壓放大了204.8倍后也能達到目的，但這要求在采樣電阻與運放之間增加一級放大電路，從而延遲提高，使得在壓擺率不夠的情況下產(chǎn)生很大的紋波。因
4、此采用方案1。1.2電流測量方案方案1：使用霍爾效應傳感器?；魻栃獋鞲衅骼没魻栃獙㈦娏鬓D(zhuǎn)換為電壓，但是外圍電路負責，適合使用在大電流的隔離檢測中。方案2：使用采樣電阻和差分放大器INA210。該方案簡單可靠，而且使用差分電壓可以選擇接在高測測量，也可以在低測測量?？紤]時間和電路整體簡化，采用方案2.1.3電壓測量與過壓保護方案方案1：使用ADS1251直接測量負載端電壓，將電壓反饋給單片機由單片機控制電路關斷。方案2：使用比較器比較負載端電壓與閾值電壓，直接控制場效應管關斷達到目的。相比之
5、下方案2反應速度快，但是閾值電壓需要額外的電路做提供，增加了復雜度?？紤]到時間問題選用方案1。1.4散熱及過熱保護CSD19535的數(shù)據(jù)手冊給出熱阻為62.5℃/W，在最大功率18W時顯然會燒壞，所以使用散熱片散熱的同時還使用散熱風扇達到散熱的目的。實際上應當采用溫度測量芯片監(jiān)控工作溫度和保護電路。但由于時間關系無法做出?？紤]在實際工作時測量出加裝散熱保護時的工作溫度，在軟件中通過控制功率的方法來達到目的。2系統(tǒng)理論分析與計算2.1降低噪聲的方法由于本題的題目要求為制作直流電子負載，所以使用濾波
6、電路控制增益帶寬會獲得很好的信噪比。我們使用雙運放搭建3階Sallen-key拓撲切比雪夫低通濾波器達到目的。2.2運放與放大倍數(shù)選擇考慮在采樣電阻上會產(chǎn)生0-10mV的電壓，而ADS1110工作在2.048V的參考電壓下，所以選擇使用200倍的放大倍數(shù)。為了保證最好的跟隨，在小電壓電路中使用偏置電壓低的OPA2335搭建相應電路。而在輸入阻抗大的電路中使用低失調(diào)電流的OPA2340搭建電路。3電路設計與軟件方案1.電路設計電流檢測電路電流控制電路電壓檢測電路2．軟件設計此題目的軟件不復雜。主要
7、完成電路的設置和顯示。4電路測量數(shù)據(jù)負載電壓測量預設電流（mA）100200300400500600700800900顯示電壓（V)4.8484.7564.5424.4964.2424.0673.9943.8203.744實際電壓(V)4.8584.7144.5704.4254.2814.1364.0413.9063.763負載電流測量預設電流（mA）100200300400500600700800900顯示電流（mA)102203301400499598666757855實際電流(mA)100
8、200300400499600666758856負載調(diào)整能力預設電流（mA）100200300400500600700800900實際電流(mA)100200299398398599664756854電流變化(mA)（電壓變化10V）2.722.73.42.83.12.42.73.3
