一种频率特性测试仪的设计

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1、第19卷第6期电子设计工程2011年3月Vol.19No.6ElectronicDesignEngineeringMar.2011一种频率特性测试仪的设计徐玲，林贻翔，邓震宇（武汉大学电子信息学院，湖北武汉430079）摘要：以单片机89C51和可编程逻辑器件（FPGA）为控制中心，设计了一个频率特性测试仪，用于测试某一特定网络的频率响应特性。本系统的主要特点是由FPGA驱动多种串行芯片，在精简了系统电路结构的同时也不影响程序的效率。其中扫频信号由AD9851的串行方式产生，扩展了频率范围及稳定性。幅度测量由有效值采样芯片AD637和10位串行A/D转换器TLV1544配

2、合实现，相位测量采用计数法实现。频率特性曲线由12位串行双D/A转换器TLV5638输出，并经示波器显示出来。本系统幅度测量精度达到5％，相位测量精度达到1°。关键词：扫频信号；幅度测量；相位测量；串行芯片中图分类号：TM935文献标识码：A文章编号：1674－6236（2011）06-0072-03DesignofafrequencycharacteristicstesterXULing，LINYi-xiang，DENGZhen-yu（SchoolofElectronicInformation，WuhanUniversity，Wuhan430079，China）Abst

3、ract:Basedonthemicrocontroller89C51andFPGA，aninstrument，namedfrequencycharacteristictester，wasdesignedtotestthefrequencyresponsecharacteristicforacertainnetwork.Themainfeatureofthesystemistheuseofmanyserialchips，whicharedrivenbyFPGA.Itnotonlysimplifiesthecircuit’sstructure，butalsowon'tslo

4、wdowntheefficiencyoftheprogram.ThesweepfrequencysignalisproducedbyAD9851，whichexpandsthefrequencyrangeandenhancesthestabilityofthesystem.TheamplitudemeasurementisachievedbythecooperationofaRMSsamplingchipAD637anda10-bitserialA/DCTLV1544.Thephasemeasurementisachievedbyusingcountingprocess.

5、Thefrequencycharacteristiccurveisproducedbythedual12-bitserialD/AC，TLV5638，anddisplayedontheoscilloscopeatlast.Theaccuracyofamplitudeandphasemeasurementcanrespectivelyreach5%and1°.Keywords:sweepfrequencysignal；amplitudemeasurement；phasemeasurement；serialchips频率特性的测量采用扫频的方法实现，用AD9851产生分为线性

6、有效值检波器、对数有效值检波器和数字有效值检扫频信号，可产生频谱纯净、频率范围广且稳定度非常高的波器。典型的真有效值转换芯片为AD637，使用AD637在测正弦波。通过二极管负反馈桥式限幅放大电路及有效值采样量峰值系数高达10的信号时附加误差仅为1%，且外围元件电路等实现频响特性的测量，最后用示波器显示被测网络的少、频带宽。幅频特性及相频特性。综上，选择方案1。本系统的一个特点是采用了较多串行芯片（AD9851，1.2相位测量电路的设计与论证TLV1544和TLV5638）。为了使电路中的信号干净，应减少电方案1：波形分析法。采用两片高速A/D转换芯片同时对路连线，采用串

7、行芯片可以有效精简电路，保证电路的稳定输入的两路信号进行等时间间隔采样并将采样结果分别存性和减少信号噪声。但由于串行芯片牺牲了程序的时间效储，然后对所测信号的波形数据进行分析。扫描存储在率，所以应该合理设计程序结构。RAM中的波形数据，计算两片A/D转换器采集两部分波形数据的最大值或最小值的时间间隔，则信号的相位差为：Φx=1系统方案论证与选择（Tx/T）×360°其中，Tx为两路信号相临极值的时间间隔，T为1.1幅度测量电路的设计与论证信号周期。方案1：峰值检波电路。基本的峰值检波电路是由二极管方案2：计数法。将两路被测信号