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1、1. 毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况。（一）、题目背景：随着社会不断的进步，各种电器已经走千家万户，电器已经成为我们生活的重要部分，而这些电器都是由各种电路组成，在电路的设计或产品、调试中，经常需要了解电路的幅频特性(输入电压恒定，输出电压随频率变化的特性曲线)，从而测算出电路的电压增益、输入/输出阻抗及传输线特性阻抗等各项参数。扫频仪一般采用扫频测量法，以频率按一定规律、在一定范围内连续扫动的信号作为检测信号，并在示波器上直接描绘出电路的幅频特性曲线 频率等的测量是电路检测中经常需要的。频率特性测试可采用冲击响应测试法和扫频测试法。设计并制作一个频率特性测试系统，包括
2、测试信号源、信号网络、检波及显示四部分。幅频特性测试：频率范围：100Hz100kHz，频率步进10Hz，测量精度5%，能在全范围自动测量。（二）、研究意义：传统的扫频仪大多是用LC电路构成扫频振荡器，结构复杂、功能单一且不易与其它设备连接，在实际应用中受到很大的限制。目前普遍使用的国内产品存在的主要问题是功能单一、价格偏高，90年代初改型的TD4010型频率响应分析仪虽采用微处理器，但其许多工作仍要靠外部硬件完成，没有充分发挥微处理器特别的软件功能，致使电路仍很复杂，价格昂贵。电子科技的飞速发展，传统的扫频仪已经无法完全满足各种需求。随着数字测量技术的发展，现代扫频仪实现了数字化和智能化，功
3、能也不断的丰富，设计和制作数字扫频仪的技术条件已经具备。 频率特性测试可用于测试各种带通滤波器的幅频特性；可测试电视机高频头、图像中放、伴音中放电路的增益和幅频特性曲线；可测试AFT电路、伴音鉴频器的工作特性；还可测试声表面波滤波器、陶瓷滤波器及石英晶体、LC回路的频率特性。借助频率特性测试电路维修电视机的软“软”故障，例如灵敏度低、清晰度差、伴音失真等，可使检修工作变得非常简单和迅速。（三）、国内外相关研究情况： 数字扫频仪也称频率特性测试仪，用于测量网络的幅频特性和相频特性，在现代电子测量中占有重要的位置。现在国内外很多电子仪器商在致力于数字扫频仪的开发和升级。国外扫频仪研制生产厂家主要有
4、美国Agilent公司和Anritsu公司以及ADV公司。1983年推出第一部有微处理器的微波扫频仪8510型，同轴测量频率范围：45MHz-26.5GHz。1986年推出了既有良好的性能又有自动测量能力的8753型自动化矢量网络分析仪，成为业界扫频仪的标准。1989年同轴S参数测量系统上限频率扩展到40GHz。1990年，毫米波波导反射/传输测量装置工作频率范围扩展到110GHZ。2000年底的PNA系列300kHz-3GHz的HP8356A；300kHz-6GHz的E8357A；30kHz-9GHz的E8358A。2005年初，日本的NF回路设计公司相继推出FPA5095、FPA5096、
5、FPA5010A三款频率特性分析仪。这三款产品的主要用于测量低频网络。FPA5095测量频率范围为0.1MHz-2.2MHz；FPA5096测量频率范围为0.1MHz-15MHz；FPA5010A测量频率范围为10MHz-2.2MHz；它们的增益精度0.05dB、相位精度0.3，这三款产品的属于高端产品，价格相当昂贵。2005年，韩国LG公司也推出了它的一款频率特性分析仪SA-7270A，可以测量9kHz到2.7GHz的广域频率。国内41所成功研制的AV3615分体式扫频仪，测量范围：45MHz-110GHz。其AV3623一体式矢量网络分析仪，测量范围为30kHz-30MHz，其动态范围90
6、dB，幅度准确度0.1dB，频率分辨率1Hz。从上述对市场上现有扫频仪产品的调查和分析，我们发现国外的扫频仪主要集中在射频和高频，中低频的产品比较少，国内的中低频的产品也很少，因此确定本设计的数字扫频仪频率范围为100Hz-100kHz。从频率范围和性能来看，这类产品在国内具有很大的市场价值。本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施。（一）、主要内容：基于单片机设计一台数字显示的频率特性测量仪，测量范围：100Hz100kHz，频率步进10Hz，测量精度5%。要求：1.设计并制作电路；2. 编程及联调。3. 完成3000-5000英文翻译。（二）、采用的研究方案、研究方法或措施:
7、 采用DDS-直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）技术作为扫频信号源，同时采用了用运算放大器及其外围模拟电路对幅度进行检测，用单片机进行测量控制和数据处理，使用LED对测量结果进行显示。该系统要满足性能指标为扫频范围在100Hz100kHz；频率步进为10Hz；测量精度为5%。能在全频范围内自动步进测量，根据所要完成的测试功能及性能指标，该系统由测试信号源电路、信号网络电路、检波及显示电路三部分电路组成。系统框图如图1所示。图1 系统框图1. 信号源电路由信号发生器发生电路和信号调理电路两部分组成。系统中信号发生电路采用DDS技术实现，能够产生频率、持续
8、时间等都是可控的扫频信号，并 能够满足一般用户对频率范围的要求；信号调理电路主要是对信号中的噪声进行抑制，并对输出信号的功率起到控制作用。2. 增益相位检测电路是为了检测被测网络两端的幅度差和相位差。先对被测网络两端的信号进行预处理，再对其进行模拟检幅和鉴相，然后把幅度差和相位差的模拟量由A/D转化为数字量，送给控制及数据处理电路进行分析处理。3. 控制及数据处理电路要完成逻辑控制、数据处理和与人机接口三个功能，由单片机完成。主要用于控制整个系统的协调工作，并对测量及人机接口部分的数据进行分析处理。4. 图形显示及接口电路负责接收各种指令和显示测量结果，例如，显示扫频信号所需要的起始频率、终止
9、频率、频率间隔等参数以及测量结果。系统程序应包括监控程序、测试功能管理程序、DDS控制程序、扫频测试程序（如图2所示）、结果处理程序、显示控制程序等。图2 扫频测量的主程序流程图3.预期成果形式。1. 设计并制作电路；2. 编程及联调；3. 能显示、修改参数信息；4. 完成1.5-2万字的毕业论文撰写；5. 完成3000-5000英文翻译。4.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作（一）、重点：根据课题要求，绘制出系统框图，系统硬件电路的设计，包括D/A转换、单片机的接口电路；系统程序的设计。（二）、难点：单片机的借口电路及其软件编程。（三）、前期已开展工作：通过查询资料搜集相关信息基本了解了
10、整个系统的构架，及各单元的工作原理。5.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）。14周 前期资料准备，查阅相关文献准备开题57周 完成硬件电路及软件设初步设计89周 完成原理图绘制及PCB制作1012周 完成元器件焊接及调试1415周 系统联调1618周 撰写论文 19周 准备答辩参考文献1 操长茂. 基于D D S的信号发生器的设计 J . 半导体技术,2003,28(12):44-462 魏春英, 李虹. 基于DDS的信号发生器的设计J. 宁夏工程技术，2009,8(4):355-3573 伍玉，夏新凡. 频率特性测试仪的设计 J . 电子设计工程，2009，17（2）：30-324
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