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1、 简易低频扫频仪 目录 摘要 2 方案介绍 3 方案确定 3 芯片选择 4 硬件原理及实现方式 4 通道选择 4 被测网络 5 有效值检波 6 软件设计 7 软件流程7系统测试 8 测试方法 8 分块测试 9 总结与改进 10 附录 10 摘要 本系统采用msp430单片机作为微控制系统，控制整个系统的幅度调节。硬件大致分为前端由滑动变阻控制的幅度可调通道选择电路,中间的被测网络电路,后边的有效值检测电路;软件包括键盘的控制,DDS输出波形的控制,A/D转换，液晶显示等,最后本系统完成了大部分实验要求。 关键字:msp430,DDS,有效值检波,液晶。 方案确定经查资料级实时讨论，在原有设计方
2、案对比上，决定采用扫频法来完成此实验。扫频法是运用响应信号与输入信号的幅值比（即该频率的幅频响应值）来反映网络的幅频特性。本方案由微控制器msp430控制DDS扫频源产生扫频信号，经宽带放大器将信号进行放大，再由程控衰减器控制扫频信号的幅度值，最终产生幅度可控的扫频信号。由于被测网络是线性非时变网络，所以扫频信号经过被测网络后，在被测网络的输出端得到的是调幅波，此调幅波经过有效值检波，将载波滤出，最后进入ADC转换器的信号就是反映被测网络幅频特性的信号。经ADC进行采样处理，最后由微控制器将处理的采样值送到液晶显示器显示，这样被测网络的幅频特性就直观地显示出来了。最终采用以下芯片进行实验：系统
3、主要由微控制器模块、扫频信号源产生模块、扫频信号源幅度控制模块、有效值检波模块和ADC采样模块组成。其中，微控制器采用msp430单片机；扫频信号源以DDS芯片AD9850为核心构成；采用滑动变阻控制扫频信号源的幅度；有效值检波以AD637芯片为核心构成。能测量被测网络在100Hz到100kHz的频率内的幅频特性，最终在LCD上显示幅频特性曲线并能直观读出光标所在频点的频率及幅度值。原理及实现方法滑动变阻控制的幅度可调通道选择电路设计经微控制器控制DDS产生的正弦波经过滑动变阻控制的幅度可调通道选择电路后产生幅度可调的正弦波，峰峰值在0-10V内。衰减直接采用一个滑动变阻来调节，输出的信号经开
4、关控制选择通道，接入2个可供选择的不同放大倍数的运放，最终产生幅度可控的扫频信号。通道1为：01Vpp；通道2为：010Vpp。 被测网络设计 被测网络为线性非时变网络，扫频信号经过被测网络后，在被测网络的输出端得到的是调幅波。此次的被测网络为带通滤波,通频带为2Khz20Khz，电压增益为0.8。有效值检波设计有效值检测前面接被测网络的输出，被测网络输出的调幅波经有效值检测模块后，滤出载波。下图中P1口为输入，P2口为输出，P3为Vcc，P4为Vee。三、系统测试 测试仪器：TFG6060型DDS函数信号发生器；直流稳压ADS1062CA型60Mhz示波器； 万用表。 测试方法：先确定各部分
5、是否满足要求，再总体接入。衰减部分：输入固定峰峰值的正弦波，看是否能输出放大到0-10v的正弦波；有效值检波电路：正弦信号的点频测量方法。即由扫频信号发生器产生不同频率的已知幅度的正弦信号，直接经检波器取其有效值，记录下检波器的输出值，并与真有效值进行比较计算。 衰减及通道选择部分：通过DDS函数信号发生器产生2khz,峰峰值为1伏的正弦波,接入衰减和通道选择部分,调节控制衰减的滑变,可以放大10伏以内,满足通道选择,通道1为：01Vpp；通道2为：010Vpp。 通道2： 0-10Vpp 通道1：0-1Vpp有效值检波部分：幅度（V）123频率真有效值0.3540.7071.0611KHZ输
6、出有效值0.3340.6961.048误差-5.65%-1.55%-1.22%真有效值0.3540.7071.06150KHZ输出有效值0.3320.6941.056误差-6.21%-1.83%1.03%真有效值0.3540.7071.061100KHZ输出有效值0.3470.7011.049误差-1.97%-0.84%1.13%四、软件设计软件流程 扫频流程 LCD显示流程五、总结与改进总结本次实验可扫频范围在100hz-100khz，输出阻抗50欧，通道选择满足，衰减范围0-60db，可预置测量范围及步进频率值，在LCD上能显示幅频特性曲线，总体上满足大部分要求，但在精度上精确度不高，分辨
7、率没有达到1hz，且被测网络特性太平缓，还有待加强。改进就本次硬件来说，被测网络也就是带通滤波器还有待改进，幅频特性太平缓在LCD上变化不明显。附：、实验要求1. 扫频信号(1) 扫频信号范围为 100Hz 100kHz；(2) 扫频信号频率分辨率可达1Hz；(3) 输出阻抗为 50；(4) 扫频步长可以在1Hz 100kHz 范围内以整数为单位自行调整或手动设置。(5) 输出扫频信号电压分两个通道，通道1为：01Vpp；通道2为：010Vpp。(6) 扫频信号的输出衰减器衰减范围：0 60dB。2. 幅度测量精度优于0.01V。3. 可预置测量范围及步进频率值。4. 能显示幅频特性曲线，并能直接读出频率值及频率所对应的幅度值，测量结果在 LCD 显示。、实验程序
