基于单片机的频率特性测试仪毕业论文.doc

摘要本文主要以单片机为控制核心，设计了一个频率特性测试仪。文中主要阐述了该仪器的结构、工作原理和性能特点。整个系统主要包括控制电路、数控扫频信号源电路、峰值测量电路、相位差测量电路以及数控衰减网络。该仪器硬件结构简单，软件设计灵活，具有测量范围宽、精度高、使用方便等特点。关键词:直接数字频率合成（DDS）；电子测量；幅频特性；相频特性；单片机1FrequencyCharacteristicInstrumentBasedonSingle-chipComputerAbstractThispaperpresentsatypeoffrequencycharacteristictestingmeterwhichisbasedonsinglechipmicrocomputer.Itmainlyexpoundstheinstrumentstructure,workingprincipleandcharacteristics.Thesystemmainlyconsistedofnumericalcontrolcircuit,signalcircuit,sweepingcircuitandCNCattenuationnetwork.Thisinstrumentshardwarestructureandsoftwaredesignflexible,simplewithwidemeasurerange,highprecision.Anditiseasytouse.Keywords:DDS；Electronicmeasurement；Amplitude-frequencycharacteristic；Phase-frequencycharacteristic；Single-chipmicrocomputer2目录1绪论.12系统总体方案设计.错误!未定义书签。2.1频率特性的基本概念.12.2测量原理.13系统硬件原理框图设计.23.1控制电路设计.33.1.1最小单片机系统.33.1.2通信接口电路.33.2数控扫频信号源的电路设计.43.2.1直接数字合成芯片AD7008介绍.43.2.2AD7008与单片机的接口电路.53.2.3低通滤波器设计.73.2.4信号放大输出电路.83.3相位测量电路设计.93.3.1相位测量原理框图.93.3.2测相电路硬件设计.93.4幅值测量电路设计.103.4.1峰值检测电路.103.4.2A/D转换器MAX197介绍133.4.3MAX197和单片机的接口电路153.5输入衰减电路设计.154系统软件设计.164.1单片机通信程序的实现.164.2单片机测量控制程序的设计.174.2.1频信号源的控制程序设计.174.2.2相位测量程序的设计.194.2.3幅值测量程序的设计.205结束语.22致谢.22参考文献.2331绪论在电路测试中，常常需要测试频率特性电路的频率特性体现了放大器的放大性能与输入信号频率之间的关系，频率特性测试仪是显示被测电路幅频、相频特性曲线的测量仪器。传统扫频仪不仅价格昂贵、体积庞大，而且只能显示幅频特性曲线，不能得到相频特性曲线，更不能打印被测网络的频响曲线，给使用带来诸多不便为此，设计了一种基于单片机的频率特性测试仪。在此主要采用集成的直接数字合成波形DDS技术及单片机系统构成外围测量电路设计了一个频率特性测试仪。该仪器硬件结构简单，软件设计灵活，具有测量范围宽、精度高、使用方便等特点。2系统总体方案设计2.1频率特性的基本概念频率特性指系统传递不同频率的正弦信号的性能，包括幅度频率特性和相位频率特性。幅度频率特性描述系统对于不同频率的输入正弦信号在稳态情况下的衰减或放大特性；相位频率特性描述系统的稳态输出对于不同频率的正弦输入信号的相位滞后或超前的特性。2.2测量原理对于一个电子部件，一个网络或一个系统的频率特性是可以用实验方法测试。测试方法有点频测量法和扫频测量法。点频测量法的方框图如图1所示。测试时，信号源的频率由低至高逐点调节，幅度保持不变，同时分别读出电压表的数值。然后把信号频率的变化定为横坐标，以电压幅度定为纵坐标，逐点画出各频率点对应的电压值，便可以描绘出平滑曲线，即得到被测系统的幅度频率特性曲线。图1点频测量的方框图扫频测量法是点频测量法的改进，其方框图如图2所示。一方面，