基于低速采样的虚拟频率特性测试仪设计与实现.pdf

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1、第1O卷第8期中国科技论文Vol_1ONo．82015年4月CHINASCIENCEPAPERApr．2015基于低速采样的虚拟频率特性测试仪设计与实现孙连义，盖建新，芮阳阳，董雪，童一方(哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室，哈尔滨150080)摘要：针对传统频率特性测试仪计算和分析功能不强、价格昂贵、携带不便等问题，设计了一种基于上、下位机的宽带电路网络虚拟频率特性测试仪。下位机借鉴通信中的下变频技术，将被测电路的正弦响应信号下变频成直流信号，以低速采样实现对宽带信号的采集功能；上位机通过USB接口与下位机进行通信，采用Matlab软件设计虚拟仪器软

2、面板，实现了数据计算、分析与显示功能。实验结果验证了方案的有效性。关键词：频率特性；宽带；虚拟仪器；下变频中图分类号：TN721文献标志码：A文章编号：2095—2783(2015)08—0901—04DesignandrealizationofvirtualfrequencycharacteristicstesterbasedonlowspeedsamplingmethodSunLianyi，GaiJianxln，RuiYangyang，DongXue，TongYifang(TheHigherEducationalKeyLaboratoryforMeasuring&

3、ControlTechnologyandInstrumentationsofHeilongjiangProvince，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150080，China)Abstract：Traditionalfrequencycharacteristictesterisfarfromsatisfactoryincalculationandanalysiscapability，aswellasthepriceandportability．Avirtualfrequencycharacteristictes

4、terisdesignedforwidebandcircuitnetworksbasedonupperandlowermachines．Utilizingfrequencydown-conversiontechniqueinthecommunicationtechnology，thelowermachineturnsthefrequen—eyresponseofthecircuitundertestintoIX；signalstoacquirethewidebandinformationataloWrate．TheUSBinterfaceisap—pliedtocon

5、necttheuppercomputerwiththelowerone．AvirtualinstrumentsoftpanelisdevelopedtocalculateandanalyzethedatafromthelowermachineusingMatlabsoftware．Theexperimentalresultsdemonstratethevalidityoftheproposedscheme．Keywords：frequencycharacteristic；wideband；virtualinstrument；down-conversation电路网络的

6、频率特性是电子测量与信号处理研宽，一般多为射频级(GHz数量级)，分析的参数较究领域中的重要电路参数，频率特性的好坏直接影多。但网络分析仪的许多功能在测量与控制类开发响其所在仪器的各项性能指标。如在数字示波器中用不上，且该类分析仪器价格昂贵，如美国是德科中，输入信号调理电路的频率特性决定整机通频带技(安捷伦前身)公司生产的网络分析仪都在1O万宽、通带平坦性，以及测量精度等重要指标l1]；再如元以上，技术实现受国外垄断[5]。信号发生器中输出通道的频率特性，决定信号发生为了克服上述频率特性测试方法中存在的问题的带宽、平坦性及输出信号幅值的精度[。j。在这些和不足，本文设

7、计了一种既能分析幅频特性，也能分电子仪器的开发过程中，都需要仔细地检定电路的析相频特性，分析能力强且便携的虚拟频率特性测频率特性，而且样机出厂时也要据此给出整机的性试仪。利用虚拟仪器的开发方法，将测试仪设计成能指标。基于上、下位机的虚拟仪器系统形式，下位机实现测目前频率特性的测试方法主要有以下几种。量功能，利用I／Q解调原理，将高频信号下变频，以1)采用信号发生器和示波器实现。通过手动或低速采样的方法实现对宽带信号的信息提取；上位程控方式按照频率逐点测试，该方法简单易行，但是机实现计算、分析和显示功能，在Matlab软件开发无法准确获得相频特性。环境