【正文】 4 具有高達(dá) 300MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘，通過(guò)并行總線將數(shù)據(jù)寫(xiě)入程序寄存器，內(nèi)含可編程 DDS 系統(tǒng)和高速比較器 ,能實(shí)現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻率合成。此方案產(chǎn)生的波形比較穩(wěn)定，在高頻輸出時(shí)會(huì)產(chǎn)生失真，而且電路比較復(fù)雜，故不采用。 DDS 技術(shù)是基于 奈奎斯特采樣定理，將模擬信號(hào)進(jìn)行采集，經(jīng)量化后存入存儲(chǔ)器中，通過(guò)CPLD 或者 FPGA 進(jìn)行尋址查表輸出波形的數(shù)據(jù)，再經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換濾波即可恢復(fù)原 波形。此方案器件比較簡(jiǎn)單，但是難以達(dá)到高精度的程控調(diào)節(jié)，而且穩(wěn)定度不高，故不采用。 a. 要求被測(cè)網(wǎng)絡(luò)通帶中心頻率為 20MHz，誤差的絕對(duì)值≤ 5%；有載品質(zhì)因數(shù)為 4，誤差的絕對(duì)值≤ 5%；有載最大電壓增益≥ 1dB； b. 掃頻測(cè)量制作的被測(cè)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； c. 掃頻測(cè)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。；數(shù)據(jù)顯示的分辨 率：電壓增益 ，相移 186。 1． 2 發(fā)揮部分 （ 1）使用基本要求中完成的正交掃頻信號(hào)源，制作頻率特性測(cè)試儀。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 （ 3）信號(hào)電壓的峰峰值≥ 1V，幅度平坦度≤ 5%。 （ 2）正交信號(hào)相位差誤差的絕對(duì)值≤ 5186。 關(guān)鍵詞： DDS 技術(shù)、中頻正交解調(diào)原理、 RLC 振蕩電路。 ADC 選用 AD8317 外置，提高 AD 轉(zhuǎn)換性能。混頻器采用性能高，功耗低的 SA602A，將 信號(hào)源輸出的正余弦信號(hào)與經(jīng)過(guò)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)出來(lái)的處理信號(hào)進(jìn)一步處理，產(chǎn)生高頻與低頻兩種信號(hào)。正交掃頻信號(hào)源 AD9854 采用 DDS 技術(shù)產(chǎn)生高穩(wěn)定的頻率、相位、幅度可編程調(diào)制的正弦和余弦信號(hào)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 題 目 簡(jiǎn)易頻率特性測(cè)試儀 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 簡(jiǎn)易頻率特性測(cè)試儀 摘要：簡(jiǎn)易頻率特性測(cè)試儀是以 51 單片機(jī)為控制核心的一種測(cè)量頻率的儀器，具有較寬的可測(cè)試帶寬。電路由正交掃頻信號(hào)源、被測(cè)網(wǎng)絡(luò)、混頻器、低通濾波器、 ADC 以及液晶顯示部分組成。被測(cè)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè) RLC 串聯(lián)諧振電路，其前后分別添加電壓跟隨器和電阻網(wǎng)絡(luò)使其與相鄰電路電阻匹配。低通濾波器采用 max274 芯片過(guò)濾較高頻信號(hào)，外接元件少，參數(shù)調(diào)節(jié)方便，也具有良好的抗干擾性。整體電路實(shí)現(xiàn)了測(cè)量較高頻率信號(hào)的頻率測(cè)量及幅頻特性與相頻特性的顯示。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 Abstract： Simple frequency characteristic tester is a metrical 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 instrument which is operated by 51 single chip puter, It has a wide bandwidth. The circuit is posed of orthogonal frequency sweep signal source, the measured work, mixer, lowpass filter, ADC and liquid crystal display part. Orthogonal frequency sweep signal source AD9854 using DDS technology to produce frequency, phase, amplitude and high stability of the programmable modulation sine and cosine signal. The measured work is a RLC series resonant circuit, a voltage follower and the resistor work to match the adjacent circuit resistance respectively before and after adding the. The mixer uses high performance, low power SA602A, the sine and cosine signal source output and the processed signal measured work for further processing, to produce high and low frequency signal two. Low pass filter using MAX274 chip filter high frequency signals, less external ponents, easy to adjust the parameters, and also has good antiinterference performance. ADC use AD8317 external, enhance AD conversion performance. The whole circuit of the display frequency measurement and the amplitude frequency characteristic measurement of high frequency signal and the phase frequency characteristic. Keywords ： DDS technology 、 Quadrature demodulation, RLC 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 oscillating circuit. 目錄 摘要1 第 1 章 設(shè)計(jì)任務(wù) ................................................................................... 7 1． 1 基本要求 .................................................................................. 7 1． 2 發(fā)揮部分 .................................................................................. 8 第二章 方案論證 ................................................................................... 9 信號(hào)源的選擇 ............................................................................. 9 放大器的選擇 ........................................................................... 10 混頻器的選擇 ........................................................................... 10 阻抗匹配 ...................................................................................11 整體電路方案 ........................................................................... 12 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第三章 理論分析與計(jì)算 ...................................................................... 12 第四章 測(cè)試結(jié)果與誤差分析 .............................................................. 15 第五章 結(jié)論、心得與體會(huì) .................................................................. 16 附錄 1: .................................................................................................. 17 附錄 2： ................................................................................................ 19 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 1 章 設(shè)計(jì)任務(wù) 1． 1 基本要求 （ 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。幅度平衡誤差的絕對(duì)值≤ 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(shí)間≤ 2s。 a. 輸入阻抗為 50?，輸出阻抗為 50?； b. 可進(jìn)行點(diǎn)頻測(cè)量；幅頻測(cè)量誤差的絕對(duì)值≤ ，相頻測(cè)量誤差的絕對(duì)值≤ 5186。 （ 2）制作一個(gè) RLC 串聯(lián)諧振電路作為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)，如圖 2 所示，其中 Ri 和 Ro 分別為頻率特性測(cè)試儀的輸入阻抗和輸出阻抗；制作的頻率特性測(cè)試儀可對(duì)其進(jìn)行線性掃頻測(cè)量。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 1— 1 RLC 串聯(lián)諧振電路 第二章 方案論證 方案一：采用反饋型 LC 振蕩原理，選擇合適的電容、電感就能產(chǎn)生相應(yīng)的正弦信號(hào)。 方案二：采用 DDS 技術(shù)的基本原理。根據(jù) 奈奎斯特采樣定理知，要使信號(hào)能夠恢復(fù)，必須滿足采樣頻率大于被采樣信號(hào)最高頻率的 2 倍，否則將產(chǎn)生混疊，經(jīng) D/A 不能恢復(fù)原信號(hào)。 方案三：直接采用 DDS 集成芯片。由于 DDS 集成芯片能達(dá)到要求，而且程控調(diào)節(jié)能夠方便實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)采用方案三，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 作為 1M～ 40MHz 正弦信號(hào)發(fā) 生。這種方式計(jì)算簡(jiǎn)單，由電阻比值控制電壓放大倍數(shù)。故不采用。這種芯片內(nèi)部偏置，可在高頻下工作并有較高的固定增益，除此之外工作電路外圍元器件少，不需要連接電阻。 方案一 ：搭建混頻電路。 圖 2— 2 模擬相乘混頻器 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 2— 3 二極管環(huán)形混頻器 圖 2— 4 三極管混頻器 變頻器的失真有頻率失真和非線性失真。自己動(dòng)手搭建 的電路不易完成精確條件，調(diào)試電路中比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。 方案二：采用 SA602A，是一個(gè)低功耗甚高頻單片雙平衡混頻器輸入放大器，頻率特性好 ,而且變頻器工作在非線性不太嚴(yán)重的區(qū)域 ,使之既能完成頻率變換 ,又能抑制各種干擾。 方案一：計(jì)算前一級(jí)的輸出阻抗和后一級(jí)的輸入阻抗，計(jì)算應(yīng)該增加的元件參數(shù)，把電容或電感與負(fù)載串聯(lián)起來(lái)，即可增加或減少畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 負(fù)載的阻抗值。 方案二：在兩極之間接入電壓跟 隨器。而電壓跟隨器的輸入電阻可以看成無(wú)限大，輸出電阻可以看成無(wú)窮小，所以可以自動(dòng)完成電阻匹配。 由以上各部分的討論與選擇，結(jié)合題中所給的框圖，我們將簡(jiǎn)易頻率特性測(cè)試儀的框圖畫(huà)在下面。其主要性能特點(diǎn)如下： ①高達(dá) 300MHz 的系統(tǒng)時(shí)鐘； ②能輸出一般調(diào)制信號(hào)， FSK， BPSK， PSK， CHIRP， AM 等； ③ 100MHz 時(shí)具有 80dB 的信噪比； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 ④內(nèi)部有 4*到 20*的可編程時(shí)鐘倍頻器； ⑤兩個(gè) 48 位頻率控制字寄存器，能夠?qū)崿F(xiàn)很高的頻率分辨率。 帶有 100MHz的 8位并行數(shù)據(jù)傳輸口或 10MHz的串行數(shù)據(jù)傳輸口。 AD9854 的模塊電路如下圖： 圖 7 AD9854 原理圖 AD9854 輸出，幅度小于 500mV，于是在 DDS 后面接一級(jí)放大，使其峰峰值≥ 1V，此時(shí)用到的放大器為美信公司的 max2650低功耗低噪聲甲類(lèi)放大器，它的增益固定，不需要外圍電路過(guò)多擴(kuò)展，畢業(yè)設(shè)計(jì)