簡易網(wǎng)絡導納分析儀本科a題-文庫吧
2025-05-26 02:21 本頁面
【正文】 ……… 14 程序流程圖 ……………………………………………………………………… 154. 系統(tǒng)測試 …………………………………………………………………………… 15 測試儀器與設(shè)備 …………………………………………………………………… 15 指標測試 ……………………………………………………………………………16 …………………………………………………… 16 ………………………………………………………… 16 誤差分析 …………………………………………………………………………… 16|Y |的誤差……………………………………………………………………17 ………………………………………………………… 175. 結(jié)論 …………………………………………………………………………………… 17參考文獻 …………………………………………………………………………………… 17附錄 1：元器件明細表 ……………………………………………………………………171. 系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計要求 任務設(shè)計并制作一個簡易網(wǎng)絡導納分析儀。 基本要求(1)制作正弦波信號發(fā)生器，技術(shù)指標如下：、300Hz、1kHz、3kHz、10kHz 五個頻率，頻率誤差的絕對值小于所要求頻率的1%；，輸出電壓誤差的絕對值小于20mV；（在設(shè)計報告中給出推導和計算結(jié)果，不進行測試）；輸出波形無明顯失真。(2)制作一端口網(wǎng)絡N0 的電導Re[Y ]、電納Im[Y ]、導納模|Y |和導納角的測量電路，技術(shù)指標如下： [Y ] mS ~ 10mS，分為若干量程，測量誤差的絕對值小于理論計算值的10%； [Y ] mS ~ 10mS，分為若干量程，測量誤差的絕對值小于理論計算值的10%；|Y |測量誤差的絕對值小于理論計算值的10%；d. 導納角的測量范圍為177。90186。，測量誤差的絕對值小于理論計算值的5%。 發(fā)揮部分(1)將Re[Y ]和Im [Y ] ~100mS，測量誤差仍達到基本要求(2)中的要求。(2)自動測量功能 開始，以100Hz 的步進增加，最后到達10kHz 結(jié)束； [Y ]和Im [Y ]（或|Y |和）進行連續(xù)的測量、存儲和回放顯示，其中，Re [Y ]和Im [Y ]（或|Y |）的測量具有量程自動轉(zhuǎn)換功能； 個參數(shù)的頻率特性曲線。(3)其它。 總體設(shè)計方案題目要求分別制作正弦波信號發(fā)生器和一端口網(wǎng)絡的測量電路。在制作正弦波信號發(fā)生器時，采用了DDS技術(shù)，以AD9851芯片作為信號發(fā)生器的主控部分進行設(shè)計；對于一端口網(wǎng)絡導納的測量電路，采用了峰值保持、A/D轉(zhuǎn)換、CPLD來測量導納角的數(shù)字技術(shù)。設(shè)計正弦波信號發(fā)生器共提出三種方案，具體比較論證如下：方案一：采用模擬分離立元件或單片機控制函數(shù)發(fā)生器ICL8038完成設(shè)計。通過調(diào)整外部元件可以改變輸出頻率，產(chǎn)生正弦波。但是采用模擬器件離散性大，產(chǎn)生的頻率穩(wěn)定性較差、精度低、抗干擾能力差、成本也比較高。方案二：采用直接數(shù)字頻率合成（DDS）技術(shù)，用 FPGA 器件作為核心控制部件，精度高穩(wěn)定性好，得到的波形平滑，特別是由于 FPGA 的高速度，能實現(xiàn)較高頻率的波形，且控制上更方便，可得到較寬頻率范圍的波形輸出，步進小。但FPGA的設(shè)計有一定的復雜性且實現(xiàn)的成本較高，因此在此次設(shè)計中沒有采取此種方案。方案三：采用直接數(shù)字頻率合成（DDS）技術(shù)，用單片機作為核心控制部件，也能達到較高的要求，實現(xiàn)各種波形輸出，且控制上方便，完全能實現(xiàn)題目的基本部分和發(fā)揮部分，是一個不錯的選擇。權(quán)衡以上三種方案的優(yōu)缺點，所以本設(shè)計采用第三種方案進行設(shè)計。在設(shè)計一端口網(wǎng)絡導納測量電路時也有如下三種設(shè)計方案：方案一：測量導納模|Y |和導納角，然后通過計算得到Re[Y ]和Im[Y ]；方案二：根據(jù)傅里葉變換，采用模擬乘法器和低通濾波器首先得到Re[Y ]和Im[Y ]，然后通過計算得到導納模|Y |和導納角；方案三：根據(jù)離散傅里葉變換，先得到Re[Y ]和Im[Y ]，然后通過計算得到導納模|Y |和導納角。以上三種方案均可行，但鑒于知識的掌握的熟練程度，比賽時間的限制，方案一是一種比較理想的方案，故作品中采用了方案一。 設(shè)計方案基于以上的設(shè)計思路，系統(tǒng)方框總圖如圖1所示。一端口導納網(wǎng)絡流壓轉(zhuǎn)換整形電路整形電路峰值檢測電路A/D 轉(zhuǎn)換電路單片機液晶顯示CPLD（相位角的測量）峰值檢測電路正弦波信號發(fā)生器圖 1 系統(tǒng)方框總圖2. 單元電路設(shè)計 正弦波信號發(fā)生器 直接數(shù)字頻率合成（DDS）原理N位加法器N位相位寄存器相位調(diào)制器ROMD/A轉(zhuǎn)換MFclkK8位輸出圖2 DDS技術(shù)原理圖直接數(shù)字頻率合成（Direct Digital Frequency Synthesis,DDFS）,一般簡稱為DDS，它是從相位概念出發(fā)直接合成所需要波形的一種新的頻率合成技術(shù)。其原理如圖 2。DDS的工作原理是用高速ROM 存儲所需波形的量化數(shù)據(jù)，按照不同頻率要求，用頻率控制字M為步進對相量增量進行累加，按照不同的相位要求，用相位控制字K調(diào)節(jié)相位偏移量，用累加相位值加上相位偏移量后作為偏移量后作為地址碼讀取存放在存儲器內(nèi)的波形數(shù)據(jù)。經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，濾波即可得所需的連續(xù)正弦波波形。DDFS具有相對帶寬很寬，頻率轉(zhuǎn)換時間極短，相位誤差小，合成波形失真度低的優(yōu)點?？梢酝ㄟ^控制頻率控制字M和相位控制字K，很方便可以實現(xiàn)頻率步進和相位的步進。由于此課題需實現(xiàn)100Hz的步進，頻
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