20xx電子設(shè)計大賽報告簡易頻率特性測試儀-文庫吧
2025-09-04 10:09 本頁面
【正文】 ....................................13 3 電路與程序設(shè)計 ..................................................13 電路的設(shè)計 ...................................................13 系統(tǒng)總體框圖 ............................................14 正交掃頻信號源 ..........................................14 乘法器 ..................................................16 ADC.....................................................17 程序設(shè)計 .....................................................17 程序功能描述與設(shè)計思路 ..................................17 程序流程圖 ..............................................18 4 測試方案與測試結(jié)果 ...............................................19 4 簡 易頻率特性測試儀（ E 題） 1 系統(tǒng)方案 本系統(tǒng)主要由 DDS 模塊、被測網(wǎng)絡(luò)模塊、低通濾波器模塊、 ADC 模塊、特性顯示模塊組成，下面分別論證這幾個模塊的選擇。 設(shè)計任務(wù)與要求 任務(wù) 根據(jù)零中頻正交解調(diào)原理，設(shè)計并制作一個雙端口網(wǎng)絡(luò)頻率特性測試儀，包括幅頻特性和相頻特性，其示意圖如圖 1所示。 要求 （ 1）基本要求 制作一個正交掃頻信號源。 ①頻率范圍為 1MHz~40MHz，頻率穩(wěn)定度≤ 104；頻率可設(shè)置，最小設(shè)置單位100kHz。 ②正交信號相位差誤差的絕對值≤ 5186。，幅 度平衡誤差的絕對值≤ 5%。 ③信號電壓的峰峰值≥ 1V，幅度平坦度≤ 5%。 ④可掃頻輸出，掃頻范圍及頻率步進(jìn)值可設(shè)置，最小步進(jìn) 100kHz；要求連續(xù)掃頻輸出，一次掃頻時間≤ 2s。 （ 2）發(fā)揮部分 ①使用基本要求中完成的正交掃頻信號源，制作頻率特性測試儀。 a. 輸入阻抗為 50?，輸出阻抗為 50?； b. 可進(jìn)行點頻測量；幅頻測量誤差的絕對值≤ ，相頻測量誤差的絕對值≤ 5186。；數(shù)據(jù)顯示的分辨率：電壓增益 ，相移 。 ②制作一個 RLC 串聯(lián)諧振電路作為被測網(wǎng)絡(luò)，如圖 2 所示，其中 Ri 和 Ro 分別為頻 率特性測試儀的輸入阻抗和輸出阻抗；制作的頻率特性測試儀可對其進(jìn)行線性掃頻測量。 a. 要求被測網(wǎng)絡(luò)通帶中心頻率為 20MHz，誤差的絕對值≤ 5%；有載品質(zhì)因數(shù)為 4，誤差的絕對值≤ 5%；有載最大電壓增益≥ 1dB； b. 掃頻測量制作的被測網(wǎng)絡(luò)，顯示其中心頻率和 3dB帶寬，頻率數(shù)據(jù)顯示的分辨率為 100kHz； 5 c. 掃頻測量并顯示幅頻特性曲線和相頻特性曲線，要求具有電壓增益、相移和頻率 坐標(biāo)刻度。 （ 3） 其他。 說明 (1)．正交掃頻信號源必須自制，不能使用商業(yè)化 DDS開發(fā)板或模塊等成品，自制電 路板上需有明顯的覆銅“ 2020”字樣。 (2)．要求制作的儀器留有正交信號輸出測試端口，以及被測網(wǎng)絡(luò)的輸入、輸出接入端口。 (3)．本題中，幅度平衡誤差指正交兩路信號幅度在同頻點上的相對誤差，定義為： 211 100%UUU? ? ，其中 U2≥ U1。 (4)．本題中，幅度平坦度指信號幅度在工作頻段內(nèi)的相對變化量，定義為：max minmin 100%UUU? ? 。 (5)．參考圖 2，本題被測網(wǎng)絡(luò)電壓增益?。?020lg 12vsuAu? (6)．幅頻特性曲線的縱坐標(biāo)為電壓增益（ dB）；相頻特性曲線的縱坐標(biāo)為相移（186。）；特性曲線的橫坐標(biāo)均為線性頻率（ Hz）。 (7)．發(fā)揮部分中，一次線性掃頻測量完成時間≤ 30s。 系統(tǒng)設(shè)計方案 1） 方案一：采用 DSP 方式 首先給被測網(wǎng)絡(luò)一個能量脈沖信號 X（ t），然后分別對被測網(wǎng)絡(luò)的輸出 Y（ t）和原信號 X（ t）進(jìn)行采樣，通過對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行 FFT 而分別得到 Y（ jw）和 X（ jw），兩者的比值即為 H（ jw）。當(dāng)輸入為單位沖擊函數(shù) )(t? 時，則輸出為系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng) )(th ，由于 )(?jE 恒等于 1，于是就有 dtethjH tj?? ?? 0 )()( ?? 由此可得幅頻特性和相頻特性完整的信息。 6 方案說明：采用這種方法時要制作沖激響應(yīng) )(t? ，并對輸出 響應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行 FFT 以得到 )(?jH 。但在實際應(yīng)用中，不可能得到理想的
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