资源描述：
《2013年全国大学生电子设计大赛E题论文 简易频率特性测试仪》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2013年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪（E题）【本科组】2013年9月7日摘要本系统以STC12C5A60S2为主控制器，该单片机是高速，低功耗，超强抗干扰的新一代8051单片机，速度快8-12倍。以自制DDS电路板AD9854为信号发生器，产生两路正交信号，观察输出波形，分析并改正信号输出模块的性能。然后将信号接入被测网络RLC串联谐振电路，经AD835构成的乘法器后，再经过低通滤波器，得到直流信号，返回单片机后经处理计算，从而得到被测网络的幅频和相频特性。关键词：STC12C5A60S2AD9854AD835Ab
2、stractThissystemtoSTC12C5A60S2asthemaincontroller,thesinglechipmicrocomputerisahigh-speed,lowpowerconsumption,stronganti-interferenceofanewgenerationof8051singlechipmicrocomputer,8-12timesfaster.Signalgeneratorusingself-madeDDScircuitboardAD9854,resultingintwoorthogo
3、nalsignal,theoutputwaveformisobserved,analyzedandperformancecorrectionsignaloutputmodule.ThesignalisthenaccessthetestednetworkRLCseriesresonantcircuit,theAD835multiplier,andlowpassfilter,gettheDCsignal,tothemicroprocessorafterprocessing,whichcanbeobtainedbymeasuringt
4、henetworktheamplitudefrequencyandphasefrequencycharacteristic.Keywords:STC12C5A60S2AD9854AD835目录1、系统方案11.1MCU控制模块的论证与选择11.2DDS信号源的论证与选择11.3乘法器的论证与选择21.4键盘模块的论证与选择22、系统理论分析与计算22.1系统原理22.2低通滤波器的设计22.3ADC的设计32.4被测网络的计算43、电路与程序设计53.1电路的设计53.1.1系统总体框图53.1.2MCU控制子系统框图与电路原理
5、图53.1.3电源63.2程序的设计63.2.1程序功能描述与设计思路63.2.2程序流程图74、测试方案与测试结果74.1测试方案74.2测试条件与仪器94.3测试结果及分析94.3.1测试结果(数据)94.3.2测试分析与结论9参考文献：9附录1：电路原理图11附录2：源程序131、系统方案本系统主要由信号源模块、被测网络模块、乘法器模块、低通模块、ADC模块、测量显示模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。1.1MCU控制模块的论证与选择方案一：采用51单片机控制。STC12C5A60S2系列单片机是高速，低功耗
6、，超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换,针对电机控制，强干扰场合。方案二：采用FPGA控制。FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA一般来说比ASIC（专用集成芯片）的速度要慢，无法完成复杂的设计，但是功耗较低。但是他们也
7、有很多的优点比如可以快速成品，可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。综合以上两种方案与实际情况，选择方案一。1.2DDS信号源的论证与选择方案一：采用分立元件和中小规模集成电路构成波形发生器采用RC串并联振荡器生成正弦信号。该方案的优点：技术成熟，可供参考的资料较多。缺点：外围元器件多，调试工作量较大，频率稳定度和准确度差，很难满足频率变化的范围要求，更难准确地实现频率步进的要求。方案二：利用专用直接数字合成DDS芯片AD9851实现波形发生器。AD9851可以产生一个稳定的频率和相位且可数字化编程的模拟正弦波输出。但是该
8、芯片理论上可达到70MHz，其实在实际应用中，当频率达到30MHz时，波形就失真了，而且外围电路较为复杂，需耗费大量时间。方案三：采用AD9854芯片构成信号源。AD9854芯片整合了两路高速、高性能正交D/A转换器通过数字化编程可以输出I、Q两路合成信号，而且
