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一种频率特性测试仪的设计,http://www.5idzw.com
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4 系统软件的设计
系统软件设计部分基于单片机及FPGA为平台，完成了键盘输入、幅值测量、相位测量以及示波器显示扫频信号的功能。键盘输入设置扫频范围和频率步进。幅值测量由10位串行AD／C TLV1544实现，相位测量由40 M晶振计数，测量精度高。测量数据存于FPGA的RAM中，通过双通道TLV5638输出。系统提供两种显示方式，一种是通过示波器显示整个被测网络的幅频和相频曲线，一种是通过LCD显示特定输入频率的幅值和相位。由于系统采用的AD9851，TLV1544和TLV5638全部是串行控制的，导致程序有些复杂，需要严格控制好时序，否则容易出问题。同时考虑到程序的时间效率，应避免冗余代码，在能用移位运算的情况下避免使用乘除运算。扫频测量流程如图5所示。
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4 系统软件的设计
系统软件设计部分基于单片机及FPGA为平台，完成了键盘输入、幅值测量、相位测量以及示波器显示扫频信号的功能。键盘输入设置扫频范围和频率步进。幅值测量由10位串行AD／C TLV1544实现，相位测量由40 M晶振计数，测量精度高。测量数据存于FPGA的RAM中，通过双通道TLV5638输出。系统提供两种显示方式，一种是通过示波器显示整个被测网络的幅频和相频曲线，一种是通过LCD显示特定输入频率的幅值和相位。由于系统采用的AD9851，TLV1544和TLV5638全部是串行控制的，导致程序有些复杂，需要严格控制好时序，否则容易出问题。同时考虑到程序的时间效率，应避免冗余代码，在能用移位运算的情况下避免使用乘除运算。扫频测量流程如图5所示。
5 测试方法和结果
为了验证该频率特性测试仪的性能，用一个中心频率5 kHz的双T网络作为被测网络。手动输入某一频率，通过液晶显示该频率点所对应的幅值和相位。幅度测量精度能够达到5％，相位测量精度1°。设置扫频信号频带范围为1～10 kHz，其中频率步进为10 Hz。从示波器上显示双T网络的频率特性曲线如图6。
6 结束语
本系统比较好地完成测量某一特定网络的频率响应特性的功能，幅频特性和相频特性能够准确测量与显示。系统可以在全频范围和特定频率范围内自动步进测量，可手动预置测量范围及步进频率值。用LCD显示5位的频率值，3位的电压值及三位的相位值(另以一位作符号显示)。示波器上可同时显示幅频和相频特性曲线。整个系统在单片机和FPGA的有机结合、协同控制下，工作稳定，测量精度高，人机交互灵活。