【正文】 uS(t)和 uc(t)的乘積成正比，即 u0(t)=Kus*(t)uc(t) 式中 K 為一比例常數(shù)。檢波器通常用來提取所攜帶的信息。 開 始A D 9 8 5 1 初 始 化啟 動(dòng) A D 9 8 5 1輸 出 信 號(hào) 第五章 總結(jié) 30 總 結(jié) 頻率特性是分析系統(tǒng)特頻率的重要方法，穩(wěn)態(tài)測量法掃測量系統(tǒng)的頻率特性在現(xiàn)代電子測量中占有重要的地位。 本系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)方法： ，檢波電路雖然能基本完成檢波的功能，但是干擾較大， 所得的結(jié)果有一定的 偏差，應(yīng)該進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化電路，擴(kuò)大接地面，來降低干擾。 目前，本人所做的設(shè)計(jì)跟規(guī)定的頻率特征測試儀的要求還有很大的差距，許多功能 還沒有實(shí)現(xiàn)。本文是設(shè)計(jì)一種簡易型的掃頻儀，體積較小，性價(jià)比高，能顯示頻率特性曲線。前者的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)包絡(luò)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要用于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。通過低通濾波器后將高頻項(xiàng)濾除，即得到與調(diào)制波成對(duì)應(yīng)關(guān)系的輸出。在 t1tt2時(shí)間內(nèi)，輸入信號(hào)瞬時(shí)值ua(t）大于輸出電壓 u(t），二極管導(dǎo)通，電容 C通過二極管正向電阻 ri充電， u(t）增大；在 t2tt3 時(shí)間內(nèi)， ua(t）小于 u(t），二極管截止， C 通過 RL放電，因此 u(t）下降；到 t3 以后，二極管又重新導(dǎo)電，這一過程照此重復(fù)不已。最簡單的檢波器僅需要一個(gè)二極管就可以完成，這種二極管就被稱做檢波二極管。 IC 芯片可以根據(jù) VGA 輸出 顯卡信號(hào)頻率，調(diào)整信號(hào)響應(yīng)時(shí)間。而在早期的液晶顯示器中，因?yàn)橹皇褂?2 個(gè)冷光源燈管，往往會(huì)造成亮度不均勻等現(xiàn)象， 同時(shí)明亮度也不盡人意。液晶層中的液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)單元格構(gòu)成屏幕上的一個(gè) 像素 。光源發(fā)射出來的白色光經(jīng)過鏡頭組后會(huì)聚到分色鏡組，紅色光首先被分離出來，投射到紅色液晶板上，液晶板 “ 記錄 ” 下的以透明度表示的圖像信息被投射生成了圖像中的紅色光信息。 LCD 投影機(jī) 的體積取決于液晶板的大小，液晶板越小，投影機(jī)的體積也就越小。這是因?yàn)楫a(chǎn)生正弦信號(hào)的方法比較簡單，而且用正弦信號(hào)測量比較方便。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 32 信號(hào)發(fā)生模塊電路圖 凡是產(chǎn)生測試 信號(hào) 的儀器，統(tǒng)稱為 信號(hào)源 。 AD9851 頻率控制字、相位調(diào)節(jié)字以及可以采用并行或串行方式異步加載到 芯片內(nèi)部。 IOUTB： ‖互補(bǔ) ―DAC 輸出。 DGND：數(shù)字地。 （ 1） 各 引腳 介紹： D0~D7: 8 位數(shù)據(jù)輸入口，可給內(nèi)部 寄存器 裝入 40 位控制數(shù)據(jù)。 PEN 是 SPl 串行下載的使能引腳。 .RESET:復(fù)位輸入引腳。在 ATmegal03 兼容模式下 ,端口 F 只能作為輸入引腳。端口 E 也可以用作其他不同的特殊功能 .。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性 ,可以輸出和吸收大電流。復(fù)位發(fā)生時(shí)端口 B 為三態(tài)。 a， 端口 A(PA7~PAO):端口 A 為雙向 I/O 口并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 ―P‖： DIP 封裝， ―A‖： TQFP 封裝， ―M‖：MLF 封裝。 工作電壓 – ATmega128L – ATmega128 方案二：穩(wěn)態(tài)測量法適用于很寬的頻段，需要 額外添加一個(gè)頻率可步進(jìn)或可掃頻的并符合相應(yīng)指標(biāo)要求的信號(hào)源，需要幅值檢波器，所需的儀器還包括掃頻、檢測和顯示的同步控制模塊 ，整個(gè)系統(tǒng)的硬件規(guī)模 較 方案一龐 大 多 ，數(shù)字計(jì)算的軟件工作量 則相對(duì)較小。 方案二 介紹 采用穩(wěn)態(tài)測量法，即掃頻法，如圖 23 所示。 e， 測量結(jié)果在 LCD 上 顯示 。 （ 2）穩(wěn)態(tài)測量法 穩(wěn)態(tài)測量法的被測系統(tǒng)為線性非時(shí)變網(wǎng)絡(luò)。這種掃描頻率發(fā)生器可以包括特殊的信號(hào)，刺激各種數(shù)碼效果和存在的問題，如裁剪，抖動(dòng)，誤碼，他們還經(jīng)常提供的方法來處理相關(guān)的元數(shù)據(jù)與數(shù)字音頻格式。不像函數(shù)掃描頻率發(fā) 生器，它被限制為一組簡單的波形 。這種裝置包含一個(gè)電子振蕩器，一個(gè)電路，該電路能夠創(chuàng)建一個(gè)重復(fù)波形。寬帶放大器輸出的掃頻信號(hào)送到頻標(biāo)混頻器，在頻標(biāo)混頻器中與 1MHz和 10MHz 或 50MHz晶振信號(hào)或外頻標(biāo)信號(hào)進(jìn)行混頻。用來測量前述特性的儀器我們稱為頻率特性測試儀，簡稱掃頻儀。本文著 重分析了掃頻儀的工作原理，提出了一種基于 DDS 技術(shù)的掃頻儀的設(shè)計(jì)方案。其基本工作過程是通過電源變壓器將 50Hz 市電降壓后送入掃描鋸齒波發(fā)生器，就形成了鋸齒波，這個(gè)鋸齒波一方面控制掃頻信號(hào)發(fā)生器，對(duì)掃頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)頻，另一方面該鋸齒波送到 X 軸偏轉(zhuǎn)放大器放大后，去控制示波器 X 軸偏轉(zhuǎn)板，使電子束產(chǎn)生水平掃描。 掃頻儀的分類及其簡介 信號(hào)掃描頻率發(fā)生器，也被定為一個(gè)測試信號(hào)掃頻發(fā)生器，功能掃頻發(fā)生器，樂音掃頻發(fā)生器，任意波形掃描頻率發(fā)生器，或頻率掃頻發(fā)生器，生成重復(fù)的電子信號(hào)（在任在模擬或數(shù)字域）的電子裝置。如果以上的音頻頻率范圍（ 20 千赫）的振蕩器的工作，掃頻發(fā)生器通常包括某種形式的調(diào) 制功能，諸如振幅調(diào)制（ AM），頻率調(diào)制（ FM）或相位調(diào)制（ PM）以及一個(gè)第二振蕩器，提供了一個(gè)音頻的頻率調(diào)制波形。 （ 3） 音頻掃頻發(fā)生器和音頻掃頻頻率發(fā)生器 樂音掃頻發(fā)生器是一種典型的用于在音頻和聲學(xué)優(yōu)化的信號(hào)掃描頻率發(fā)生器。這在電路系統(tǒng)中也采用了相同的方法，即使在相當(dāng)多的 情況下，我們 即便無法知道電路的詳確切 結(jié)構(gòu)，或無法獲得電路中各個(gè)組件的準(zhǔn)確參數(shù)，只能將所要分析的電路系統(tǒng)作為“黑箱” 來處理。這樣對(duì)于每一個(gè)特定的ω，通過被測網(wǎng)絡(luò)后得到一個(gè)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)（上 圖 b 所示） H(jω )，響應(yīng)信號(hào)與輸入信號(hào)的幅值比即為該頻率的幅頻響應(yīng)值，而兩者的相位差即為相頻響應(yīng)值，可以采用頻率逐點(diǎn)步進(jìn)或頻率連續(xù)變化的方法，完成整個(gè)頻率特性的測量，因此，這種方法也被稱為掃頻法。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 總體方案設(shè)計(jì)與論證 通過對(duì) 便攜式數(shù)字 掃頻儀概念的理解和對(duì)技 術(shù)指標(biāo)的分析可知 ，掃頻儀的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于掃頻信號(hào)源、檢波器 ,單片機(jī)控制電路 的設(shè)計(jì)，本文提出了 兩個(gè) 設(shè)計(jì) 方案。由于被測網(wǎng)絡(luò)是線性非時(shí)變網(wǎng)絡(luò)，所以掃頻信號(hào)經(jīng)過被測網(wǎng)絡(luò)后，在被測網(wǎng)絡(luò)的輸出端得到的是調(diào)幅波，此調(diào)幅波經(jīng)過有效值檢波，將載波濾出，最后進(jìn)入 ADC 轉(zhuǎn)換器的信號(hào)就是反映被測網(wǎng)絡(luò)幅頻特性的信號(hào)。 總體方案確立 綜合考慮上面兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，也考慮到我們所學(xué)的知識(shí)以及各方法可以實(shí)現(xiàn)的可能性， 我們 決定 選用總體方案二 —— 穩(wěn)態(tài)測量法。帶 ―L‖： ；若缺省，不帶 ―L‖： 。 ―C‖：商業(yè)級(jí)， ―I‖：工業(yè)級(jí)（有鉛）、 ―U‖工業(yè)級(jí)（無鉛）。復(fù)位發(fā)生時(shí)端口 A 為三態(tài)。作為輸入使用時(shí) ,若內(nèi)部上拉電阻使能 .則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。端口 D 也可以用作其他不同 。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性 ,可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí) .若內(nèi)部上拉電阻使能 .則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。 XTALl : 反向振蕩器放大器及片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入。單片機(jī) ATmega128 控制 AD9851 芯片產(chǎn)生一定的信號(hào)并加在被測網(wǎng)絡(luò)的輸 入端，然后被測網(wǎng)絡(luò)的輸出端將其輸出的信號(hào)加給檢波頭，當(dāng)檢波頭把檢測到的信號(hào)幅值輸入給單片機(jī) ATmega128 后，單片機(jī) ATmega 根據(jù)內(nèi)部的程序運(yùn)算后就能得到被測網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性曲線，并在 LCD192X64 上面顯示出來。 W—CLK：字裝入信號(hào)，上升沿有效。 VOUTN：內(nèi)部 比較器 負(fù)向輸出端。 第三章 單元電路設(shè)計(jì)與分析 18 （ 2） 原理分析 AD9851 采用直接數(shù)字合成（ DDS）技術(shù)，以 數(shù)字控制 振蕩器（ DCO）的形式產(chǎn)生頻率 /相位可變的正弦波，經(jīng)過內(nèi)部 10 位的高速數(shù) / 模轉(zhuǎn)換輸出 模擬信號(hào) 。 DDS 電路可以看成是一個(gè)由 系統(tǒng)時(shí)鐘 和 N 位頻率控制字決定的數(shù)字分頻器，相位 累加器 相當(dāng)于模值可變的計(jì)數(shù)器。當(dāng)要求進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性測量時(shí)，需使用振幅、頻率已知的正弦信號(hào)源。 第三章 單元電路設(shè)計(jì)與分析 20 圖 33 ALC 寬帶放大電路 電源電路模塊 的設(shè)計(jì)與分 如 圖 34，此圖是整個(gè)掃頻儀的供電模塊電路，由于本設(shè)計(jì)采用芯片較多，并且同一芯片可能要使用不同電壓的電源，因此有必要將市電通過不同的降壓，升壓電路變換后供給各個(gè)芯片，由于各芯片不僅會(huì)用到不同電壓的電源，并且各個(gè)電壓之間的差別較大，所以此電路采用了多級(jí)降壓，升壓的電路，來達(dá)到電壓可以實(shí)現(xiàn)并且穩(wěn)定的目的，此電路先將 12V 電壓降至 7V，然后再降至 5V，其內(nèi)部含有一保險(xiǎn)電阻 R6，保護(hù)電路使其內(nèi)部不至于過流，電壓升壓部分直接將電壓由 12V 升至 30V。與 液晶顯示器 相同， LCD 投影機(jī) 采用的是扭曲向列型液晶。 LCD 投影機(jī)體積較小、重量較輕，制造工藝較簡單，亮度和 對(duì)比度較高，分辨率適中，現(xiàn)在 LCD 投影機(jī)占有的市場份額約占總體市場份額的 70%以上，是目前市場上占有率最高、應(yīng)用最廣泛的投影機(jī)。當(dāng) LCD 中的電極產(chǎn)生電場時(shí)，液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。實(shí)際上就是指的液晶單元從一種分子排列狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另外一種分子排列狀態(tài)所需要的時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間愈小愈好，它反應(yīng)了液晶顯示器各像素點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)反應(yīng)的速度，即屏幕由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的速度。隨著 LCD 產(chǎn)品產(chǎn)量的增加、成本的下降，液晶顯示器會(huì)大量普及。與調(diào)制器一樣，檢波器必須使用非線性元件， 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 37 預(yù)零交叉檢波器的設(shè)計(jì) 因而通常含有二極管或非線性放大器 . (2) 包絡(luò)檢波器 圖 38是典型的包絡(luò)檢波電路。此外，檢波器的輸出通常通過電容、電阻耦合電路加到下一級(jí)放大器，如圖 1 中虛線所示。隨 著電子技術(shù)的進(jìn)步，這種解調(diào)方法的應(yīng)用日益廣泛。 此電路的目的就是要將被測網(wǎng)絡(luò)的輸出，輸入進(jìn)單片機(jī) 。 到現(xiàn)在為止，主要完成了以下工作： ，確定了本數(shù)字掃頻儀的主要性能指標(biāo)。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 參考文獻(xiàn) [1].王文理 、 王麗 , DDS 在數(shù)字頻率特性測試儀中的應(yīng)用 [D],《國外電子元器件》 20xx 年第 1 期 [2].高吉祥 . 電子儀器儀表設(shè)計(jì) [M].電子工業(yè)出版社， 20xx [3].張偉民 ,蘇岱安 . 基于 DDS 改進(jìn) BT4 型掃頻儀 [J], 現(xiàn)代電子技術(shù) ,20xx 年第 14 期總第 229 期 :121126. [4].張義芳、馮健華編，高頻電子線路 [M]，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 20xx [5].毛敏、王淑仙、劉錦高， 新型直接數(shù)字合成式掃頻儀的原理和研 制 [J]， 儀器儀表學(xué)報(bào) ,第 25 卷第4 期 ,20xx 年 8 月 [6].孫育才著，單片微型計(jì)算機(jī)及應(yīng)用 [M]（第 4 版），南京 :東南大學(xué)出版社， [7].張正喜 ， 基于單片機(jī)與示波器的頻率特性測試儀 [D],《中國有線電視》 20xx 年第 10 期 [8].毛長根 . 低頻掃頻儀的設(shè)計(jì)與制作 [J].電子工程師， 20xx 年 第 28 卷 第 3 期 ： 3740 [9].童詩白、華成英主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]（第三版），高等教育出版社， [10].李榮武 . AD637 真有效值轉(zhuǎn)換器 [J].電測與儀表， 1991 年第 3 期 ： 3640 致 謝