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1、..电路网络幅频特性测试仪1引言频率特性是一个系统(或网络)对不同频率正弦输入信号的响应特性，电子测量中经常遇到的就是对未知系统或电路网络传输特性的测量，尤其是电路网络幅频特性的测量。一般情况下，一个系统或电路网络的电路网络幅频特性就能表征其电气性能，如系统固有角频率、系统阻尼率等。早期,这些网络参数的测试是在固定频率点上逐点手工操作调节进行的,因此测试方法繁琐、效率低下，精度不高,且不直观,有时因取点有误还会得出错误的结果。而专用测试工具大致可分为两类:一类是传统设备,如国产的BT4型低频特性测试仪,BT4存在设备体积大（达10余公斤）,易有故障,并且操作复杂等
2、缺点,难以满足尤其是现场自动测试的要求;另一类是采用集数据采集和运算功能于一体的大规模新型芯片技术制造的测试仪,一般为进口产品,价格昂贵，结构复杂,维护困难,体积庞大等缺点。随着单片微处理器技术的迅猛发展，并在智能仪表中得到了广泛的应用。软件来代替部分硬件完成频率特性的测试,便成为一种比较理想而有效的途径。本设计以51单片机为主要控制芯片，借助单片机的内部资源及其数据处理能力，采用大规模直接数字合成（DDS）技术，完成了一款便携式的电路网络幅频特性测试仪。该设计以触摸屏作为系统输入，以菜单方式切换功能操作，以320*240图形点阵液晶屏作为系统输出，人机界面友好。
3、本系统在测量频带内，具有测量精度高，测量速度快，显示直观，并对一些测量参量采用实时数字显示。1.1 测试原理当系统的输入为正弦信号时,则输出的稳态响应也是一个正弦信号,其频率和输入信号的频率相同,但幅度和相位发生了变化,而变化取决于角频率X。若把输出的稳态响应和输入正弦信号用复数表示,并求它们的复数比,则得下式：（1-1）称为频率特性,是输出信号的幅值与输入信号幅值之比,称为电路网络幅频特性。是输出信号的相角与输入信号的相角之差,称为相频特性。其中,电路网络幅频特性是电路网络的一个重要特性,一般情况下一个电路网络的电路网络幅频特性就代表了此电路网络的特性，所以,本
4、文探讨电路网络幅频特性参数的测试。在实际测量中,用一个随着时间按一定规律,并在一定频率范围内扫动的信号对被测电路eord完美格式..网络进行快速、定性或定量的动态测量,给出被测电路网络的电路网络幅频特性实时测量结果。测量原理见图1-1：图1-1测量原理由本系统产生正弦激励信号去激励被网络，通过采集输入被测网络之前的信号幅值与从被测网络出来的信号的幅值，相除得到被测对各频率正弦信号的增益情况，从而得出被测网络的电路网络幅频特性。1.2国内外研究现状、发展动态图1-2二阶（绿）、四阶（红）、六阶（蓝）滤波器电路网络幅频特性目前在教学、科研、生产、生物工程等诸多领域中使
5、用的电路网络幅频特性测试仪一般分为两类：一类是传统式的频率特性测试仪，其以压控振荡电路产生扫频正弦信号，示波管作为显示器,来直接显示被测电路的电路网络幅频特性曲线，图1-2二阶（绿）、四阶（红）、六阶（蓝）滤波器电路网络幅频特性[1][2][3]。由于压控震荡器的频率稳定性不好，而且频率分辨率也不高，会对整个测量结果的精度造成较大的影响。另外示波管的使用，使得整个仪器在外形上显得庞大，笨重，如BT-3GII型的扫频仪重量达到10kg，不方便移动式测量，同时价格昂贵,给使用带来诸多不便。另外一类是数字式的频率特性测试仪，其以直接数字合成技术（DDS）产生扫频正弦信号
6、，采用点阵液晶作为显示器，由微处理器对数据进行处理及各部分电路的控制。但此类频率特性测试仪价格昂贵。1.3本仪器的主要功能和指标1、扫频范围为10Hz～700KHz;在此范围内可由用户任意设定上下限频率。2、步长设定为通过键盘可任意设定(1、2、3…n)频率间隔,实现线性增长;3、即可以测试有源四端网络也可以测试无源四端网络。4、选用320×240图形点阵液晶显示模块,显示测量得到的电路网络幅频特性曲线、汉字、字母、数字、图形eord完美格式..等;5、使用液晶触摸屏，使用户方便地设置扫频参数。6、智能查找某个频点的网络增益，用户通过面板输入要查找的频率，系统就会
7、在电路网络幅频特性曲线上将此点用光标标出，光标所对应的扫频频率及被测网络的增益也会以数字方式显示于高分辨率液晶屏上，光标可通过面板上的“left”“right”按键，实现左右步进移动。7、最佳的增益控制，系统先通过一次全频的扫频，记录下最大的一次网络增益，然后以为基础，调整增益，以获得最佳的扫频效果。2设计任务与方案论证2.1 设计任务表2-1是本系统的主要设计指标。其中实现测量的精度是本设计最为关键的地方，LCD触摸屏实现人机接口以及电路网络幅频特性曲线的显示是本设计的一个难点。表2-1设计指标指标要求激励信号波形正弦波扫频带宽10Hz~500KHz频率步进可任
8、意输入测量
