【正文】 對(duì)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的 提高、諸多 功能的完善尚有待進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)。 目前，本人所做的設(shè)計(jì)跟規(guī)定的頻率特征測(cè)試儀的要求還有很大的差距，許多功能 還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。 本系統(tǒng)存在的問(wèn)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(lái)降低干擾。 ，確立使用掃頻法并提出系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 總體方案。詳細(xì)闡述了基于 DDS 技術(shù)的掃頻信號(hào)發(fā)生器、增益控制 電路、數(shù)據(jù)處理和控制電路的硬 件和軟件設(shè)計(jì)。本文是設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)易型的掃頻儀，體積較小，性價(jià)比高，能顯示頻率特性曲線。 開(kāi) 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(cè)量法掃測(cè)量系統(tǒng)的頻率特性在現(xiàn)代電子測(cè)量中占有重要的地位。 圖 36 檢波電路 第五章 總結(jié) 28 第 四 章 軟件部分簡(jiǎn)介 主程序模塊 該模塊是總模塊，掃頻信號(hào)發(fā)生器的主程序流程圖如圖 41。同步檢波器主要用于單邊 帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)或殘留邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。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)。檢波器通常用來(lái)提取所攜帶的信息。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 311 雙通道對(duì)數(shù)檢波器 檢波電路原理 檢波器，是檢出波動(dòng)信號(hào)中某種有用信息的裝置。同步檢波器的抗干擾性能比包絡(luò)檢波器優(yōu)越， 但是它的電路比較復(fù)雜。通過(guò)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。模擬相乘器的一個(gè)輸入為一單頻調(diào)制的 單邊帶調(diào)幅信號(hào)，即 us(t)=Umcos(ω ct+Ω mt)，其中 ω c為載波信號(hào)角頻率， Ω m 為調(diào)制信號(hào)角頻率；另一輸入是本機(jī)產(chǎn)生的相干信號(hào)，即 uc(t)=Uccos ω ct，則乘法器的輸出電壓 u0(t)與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)。如果 Rg 太小，則檢波后的輸出電壓 u(t）的底部即被切掉，產(chǎn)生所謂的底部切割失真。如果時(shí)間常數(shù) RLC 太大，放電速度就會(huì)放慢， 當(dāng)輸入信號(hào)包絡(luò)下降時(shí)， u(t）可能始終大于 ua(t），造成所謂對(duì)角切割失真（圖 2）。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(guò)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(guò) 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(guò)程照此重復(fù)不已。這種檢波器的輸出 u(t）與輸入信號(hào) ua(t）的峰值成正比，所以又稱峰值檢波器。由中頻或高頻放大器來(lái)的標(biāo)準(zhǔn) 圖 38 檢波器的電壓輸入輸出波形 調(diào)幅信號(hào) ua(t）加在 L1C1 回路兩端。 從 調(diào)幅波 中恢復(fù)調(diào)制信號(hào)的電路，也可稱為幅度解調(diào)器。最簡(jiǎn)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。 第三章 單元電路設(shè)計(jì)與分析 24 圖 35 LCD 顯示電路圖 ，檢波電路 檢波電路的基本介紹： 從已調(diào)信號(hào)中檢出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程稱為解調(diào)或檢波。 LCD192X64 顯示電路 本設(shè)計(jì)的根本目的就是要得到被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性曲線，并在 LCD 顯示器上面顯示出來(lái)，下圖是 LCD192X64 與單片機(jī) ATmega128 的硬件連接電路圖，由于本設(shè)計(jì)最終輸出的是幅頻特性曲線，因此數(shù)碼管不適合本設(shè)計(jì)。 由上便可看出，液晶面板的質(zhì)量并不能完全代表液晶顯示器的品質(zhì)，沒(méi)有出色的顯示電路配合，再好的面板也不能做出性能優(yōu)異的液晶顯示器。 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。這樣信號(hào)反應(yīng)時(shí)間 上去了，但卻犧牲了液晶顯示器的顯示效果。響應(yīng)時(shí)間越小則使用者在看運(yùn)動(dòng)畫(huà)面時(shí)不會(huì)出現(xiàn)尾影拖拽的感覺(jué)。 信號(hào)反應(yīng)時(shí)間也就是液晶顯示器的液晶單元響應(yīng)延遲。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。 對(duì)于液晶顯示器來(lái)說(shuō)，亮度往往和他的背板光源有關(guān)。 液晶顯示技術(shù) 也存在弱點(diǎn)和技術(shù)瓶頸，與 CRT 顯示器相比亮度、畫(huà)面均勻度、 可視角度 和反應(yīng)時(shí)間上都存在明顯的差距。在液晶材料周邊是控制電路部分和 驅(qū)動(dòng)電路 部分。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 。因?yàn)橐壕Р牧媳旧聿⒉话l(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊 背光板 （或稱勻光板）和反光膜，背光板 是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主 要是提供均勻的背景光源。 LCD 的工作原理： 從液晶顯示器的結(jié)構(gòu)來(lái)看，無(wú)論是 筆記本電腦 還是 桌面 系統(tǒng) ，采用的 LCD 顯示屏都是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。三片式 LCD 投影機(jī) 比單片式 LCD 投影機(jī)具有更高的圖像質(zhì)量和更高的亮度。光源發(fā)射出來(lái)的白色光經(jīng)過(guò)鏡頭組后會(huì)聚到分色鏡組，紅色光首先被分離出來(lái)，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)按內(nèi)部液晶板的片數(shù)可分為單片式和三片式兩種，現(xiàn)代液晶投影機(jī)大都采用 3 片式 LCD 板。 LCD 投影機(jī)的光源是專用大功率 燈泡 ，發(fā)光能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于利用熒光發(fā)光的 CRT 投影機(jī)，所以 LCD 投影機(jī)第三章 單元電路設(shè)計(jì)與分析 22 的亮度和 色彩飽和度 都高于 CRT 投影機(jī)。液晶板使用的是活性液晶，人們可通過(guò)相關(guān)控制系統(tǒng)來(lái)控制液晶板的亮度和顏色。 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。 LCD 液晶 投影機(jī) 是 液晶顯示技術(shù) 和 投影技術(shù) 相結(jié)合的產(chǎn)物，它利用了 液晶 的 電光效應(yīng) ，通過(guò)電路控制液晶單元的 透射率 及 反射率 ，從而產(chǎn)生不同灰度層次及多達(dá) 1670 萬(wàn)種色彩的靚麗圖像。 圖 34a，電源模塊電路 a 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 34b 電源模塊電路 b LCD 顯示模塊電路 LCD 芯片簡(jiǎn)介 LCD 液晶 顯示器 是 Liquid Crystal Display 的簡(jiǎn)稱， LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置 TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片，通過(guò) TFT 上的信號(hào)與電壓改變來(lái)控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而達(dá)到控制每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否而達(dá)到顯示目的。 ALC 寬帶放大器 的設(shè)計(jì)與分析 當(dāng) AD9851 信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生特定的信號(hào)后，然后經(jīng)幅度放大電路放大，達(dá)到我們理想的幅值，在經(jīng)過(guò)自動(dòng)電平控制電路以產(chǎn)生穩(wěn)定的幅值，幅度放大電路采用一個(gè)三極管將AD9851 產(chǎn)生的信號(hào)幅值放大，自動(dòng)電平控制電路采用負(fù)反饋的原理，內(nèi)部含有一個(gè)反相放 大器，并添加一個(gè)負(fù)反饋通路達(dá)到電平穩(wěn)定的目的，此電路中含有多個(gè)二極管，能保護(hù)電路并實(shí)現(xiàn)幅值穩(wěn)定。這是因?yàn)楫a(chǎn)生正弦信號(hào)的方法比較簡(jiǎn)單，而且用正弦信號(hào)測(cè)量比較方便。 信號(hào)源可以根據(jù)輸出波形的不同，劃分為正弦波信號(hào)發(fā)生器、矩形 脈沖信號(hào)發(fā)生器 、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器等四大類。當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的 瞬態(tài)特性時(shí)，又需使用前沿時(shí)間、脈沖寬度和重復(fù) 周期 已知的矩形脈沖源。在測(cè)試、 研究 或調(diào)整 電子 電路及設(shè)備時(shí)，為測(cè)定 電路 的一些電參量，如測(cè)量 頻率 響應(yīng)、 噪聲系數(shù) ，為 電壓表 定度等，都要求提供符合所定技術(shù)條件的電信號(hào)，以模擬在實(shí)際工作中使用的待測(cè)設(shè)備的 激勵(lì)信號(hào) 。 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(cè)試 信號(hào) 的儀器，統(tǒng)稱為 信號(hào)源 。 信號(hào)發(fā)生模塊電路 圖 32 是典型的 AD9851 信號(hào)發(fā)生電路，基于 AD9851 芯片內(nèi)部的 DDS 電路，此電路能產(chǎn)生 0 HZ~70kHZ 的低頻頻率的正弦，方波，三角波等信號(hào) ， AD9851 芯片采 用 5V電壓供電，內(nèi)部含有精確地時(shí)鐘 振 蕩發(fā)生器。由頻率控制字決定該計(jì)數(shù)器的模值，在下一個(gè)時(shí)鐘脈沖開(kāi)始相 位 累加器 以新的相位增量進(jìn)行累加。串行加載模式由 40 位的數(shù)據(jù)流構(gòu)成。 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。 AD9851 內(nèi)部提供一個(gè) 6 倍頻的 REFCLK倍頻器，可以通過(guò)外接一個(gè)較低頻率的基準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生 180MHz 的內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)鐘，具有較好的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍和相位噪聲特性。片內(nèi)高速 比較器 可以將模擬正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的 TTL/CMOS 兼容的方波輸出。 RESET：復(fù)位端。 IOUTB： ‖互補(bǔ) ―DAC 輸出。 VINP：內(nèi)部 比較器 正向輸入端。 VOUTP：內(nèi)部 比較器 正向輸出端。 Rset：通過(guò)串聯(lián)一 個(gè)電阻到地，設(shè)置 DAC 輸出滿額時(shí)的電流。 DGND：數(shù)字地。 AGND：模擬地。 FQ—UD：頻率更新 控制信號(hào) ，時(shí)鐘上升沿確認(rèn)輸入數(shù)據(jù)有效。 PVCC： 6 倍參考時(shí)鐘倍頻器電源。 （ 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)。 32 位頻率控制字，在 180MHz 時(shí)鐘下，輸出頻率分辨率達(dá)。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 31 單片機(jī)主控電路圖 信號(hào)發(fā)生模塊電路設(shè)計(jì)與分析 AD9851 芯片簡(jiǎn)介 AD9851 芯片 是 ADI公司采用 當(dāng)時(shí) 先進(jìn)的 DDS技術(shù)推出的 較 高集成度 DDS頻率合成器，它內(nèi)部包括可編程 DDS 系統(tǒng)、高性能 的 DAC 及高速 比較器 ，能實(shí)現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻率合成和時(shí)鐘發(fā)生。 SPl串行下載模式 ,在正常工作過(guò)程中 PEN 引腳沒(méi)有其他功能 . 單 片機(jī)主控電路 單片機(jī) ATmega128 是此便攜式數(shù)字掃頻儀的控制芯片，由于此系統(tǒng)電路龐大，需要單片機(jī)的引腳較多，普通的單片機(jī)芯片像 c51 就不能滿足本設(shè)計(jì)的需要，因此采用ATmega128 芯片，下面簡(jiǎn)單介紹一下此部分的工作原理，首先單片機(jī)控制 AD9851 芯片使其產(chǎn)生一定頻率的信號(hào)，并加在被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，由于被測(cè)網(wǎng)絡(luò)具有一定的幅頻特性，因此當(dāng)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸入端加上一定的頻率幅值的信號(hào)后，則其輸出端就會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生一特定的頻率幅值的信號(hào)。 PEN 是 SPl 串行下載的使能引腳。使用 ADC 時(shí)應(yīng)該通過(guò)一個(gè)低通濾波器與 Vcc 連接。 XTAL2: 反向振蕩器放大器的輸出。低于此時(shí)間的脈沖不能保證可靠復(fù)位 。 .RESET:復(fù)位輸入引腳。在 ATmegal 03 兼容模式下 .端口 G 只能作為外部存儲(chǔ)器的鎖存信號(hào)以及 32kHz 振蕩器的輸入 ,并且在復(fù)位時(shí)這些引腳初始化為 PG0= PGl=1 以及PG2=0。復(fù)位發(fā)生時(shí)端口 G 為三態(tài)。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。在 ATmegal03 兼容模式下 ,端口 F 只能作為輸入引腳。如果使能了 JTAG 接口 .則復(fù)位發(fā)生時(shí)引腳 PF 7(TDI)、 PF5(TMS)和 PF4(TCK)的上拉電阻使能。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。如果不作為 ADC 的模擬輸入 .端口 F