简易频率特性测试仪

2021年全国大学生电子设计竞赛作品交流

——简易频率特性测试仪

电工电子科技创新中心2024/1/17目录中心介绍中心培训作品介绍作品总结2024/1/17中心简介2024/1/172024/1/17中心电赛综合培训室可以同时容纳33组培训2024/1/17中心材料室现有各类电子元器件5000余种，约10万余片2024/1/17中心培训加工间一角我在中心三年的培训根底训练〔学习内容〕 电子线路根底：数字电路、模拟电路 控制器：51单片机、MSP430、ARMCortexM0、FPGA

我在中心三年的培训我参加的比赛 大一：“炬力杯〞单片机设计竞赛 该比赛由中心自主举办，是给大一新生的一个比赛。 通过这个 比赛，大一新生可以很快的学习到51单片机 的必要知识，了解根本的模拟电路、数字电路。 大二暑假：湖北省电子设计竞赛 大三：ADI中国大学生电子设计竞赛 大三暑假：“瑞萨杯〞全国大学生电子设计竞赛国赛培训培训简介暑假进行一周一题教练组评测竞赛培训真题培训宽带直流放大器宽带数字示波器数字信号传输性能分析仪锁相放大器竞赛培训模拟题BJT特性图示仪乐音合成器红外线测距仪程控移相器获奖作品介绍作品简介该系统采用AD9854产生两路正交信号扫频，扫频范围为 1MHz到40MHz，最小步进为100kHz。可测量幅频特性及相频特性，并显示特性曲线，其绝对精 度优于±0.5dB、±5°。显示局部采用自适应坐标轴该系统还具有波形存储功能，自校准功能，波形缩放，光 标等多种功能。待测网络为RLC串联谐振电路，其中心频率20MHz，有载 品质因数为4。试题解析1．根本要求制作一个正交扫频信号源。频率范围为1MHz~40MHz，频率稳定度≤10-4；频率可设置，最小设置单位100kHz。试题解析1．根本要求正交信号相位差误差的绝对值≤5º，幅度平衡误差的绝对值≤5%。幅度平衡误差指正交两路信号幅度在同频点上的相对误差影响相位的因素：重构滤波器缓冲运放电路布局与走线40MHz时，同轴电缆里的信号波长约为30M，一米的线长偏差将导致约12°的相位偏差。试题解析1．根本要求信号电压的峰峰值≥1V，幅度平坦度≤5%。信号电压放大幅度补偿DDS输出DAC一阶保持特性重构滤波器不理想因素运放高频衰减试题解析1．根本要求可扫频输出，扫频范围及频率步进值可设置，最小步进100kHz；要求连续扫频输出，一次扫频时间≤2s。2．发挥局部使用根本要求中完成的正交扫频信号源，制作频率特性测试仪。输入阻抗为50Ω，输出阻抗为50Ω；可进行点频测量；幅频测量误差的绝对值≤0.5dB，相频测量误差的绝对值≤5º；数据显示的分辨率：电压增益0.1dB，相移0.1º。试题解析2．发挥局部制作一个RLC串联谐振电路作为被测网络；制作的频率特性测试仪可对其进行线性扫频测量。要求被测网络通带中心频率为20MHz，误差的绝对值≤5%；有载品质因数为4，误差的绝对值≤5%；有载最大电压增益≥-1dB；扫频测量制作的被测网络，显示其中心频率和-3dB带宽，频率数据显示的分辨率为100kHz；扫频测量并显示幅频特性曲线和相频特性曲线，要求具有电压增益、相移和频率坐标刻度。试题解析试题解析影响RLC网络的因素：电感的选取：选取电感的好坏是能不能使该网络符合指标要求的一项重要因素。现有的电感从精度和取值上很难满足要求，故绕制电感。磁环的选取很关键，应选用高频磁环，以获得最好的响应。回路电阻：应串联一个很小的电阻，该电阻可微调，使得有载品质因数为4。系统整体介绍理论分析

理论分析

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电路设计正交扫频信号源AD9854模块RC高通滤波50Ω滤波网络的输入输出阻抗采用7阶巴特沃斯低通滤波器具有最平缓的响应特性两级运放将滤波器隔离；同时将信号放大，以满足对峰峰值的要求。选用高输入阻抗、高带宽运放。电路设计乘法电路待测网络匹配电阻

作品测试及演示正交信号源频率稳定度测试

输出信号频率5MHz、35MHz。正交信号相位差测试

注意：测量时将示波器调成交流耦合。正交信号幅度平坦度测试

作品测试及演示幅频特性测量点频测量

频率分别设置为5MHz、35MHz。自校准功能、光标功能将测试线短接校准，排除线对测量结果的影响。幅频特性曲线

显示网络的中心频率，上限截止频率和下限截止频率。相频特性曲线总结优点作品性能稳定，未出现崩程序、电路不稳、烧芯片的情况。这取决于扎实的焊工、简洁清晰的布线。关于布线须注意以下几点：

1,走线尽可能短、布局要紧凑。

2,尽量不要飞线，走焊锡线最好。

3,使用同轴线的时候一定要做好阻抗匹配

5,发热发烫的芯片一定要做好散热工作，导热硅脂涂··在散热片后放置在芯片上。

总结程序界面美观，使用简单。

对一个程序设计者来说，一个好的程序要设