20104666 - 杨超 - 基于嵌入式系统的频率特性测试仪的研究 - 图文

重庆大学本科学生毕业设计(论文) 5 测试结果和结论

图5.2 被测网络的有载品质因素和中心频率

幅频特性曲线和相频特性曲线如下图5.3所示:

图5.3 实测幅频特性曲线和相频特性曲线

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重庆大学本科学生毕业设计(论文) 5 测试结果和结论

列举了一些点的幅频特性和相频特性如下表5.4所示: 频率/MHz 幅度/dB 相位/o 1 -49 -88 2 -47 -56 5 -31 -45 10 -34 -6.6 20 -0.2 0.1 25 -48 23 30 -50 34 35 -51 56 40 -53 86 表5.4 幅频相频特性测试结果

测试结果如下表5.5所示: 频率稳定度测试 Fref(MHz) F(MHz) 正交信号相位误差值 幅度平衡误差绝对值 信号电压峰峰值 一次扫频时间 输入阻抗 输出阻抗 RLC网络中心频率 有载品质因数 (%) (%) VPP(V) T(s) Ri(Ω) Ro(Ω) Fo(MHz) Q 1.00004 10.00001 19.99999 2 2.4 1.4 1.6 50.02 49.91 20.02 4.03 40.00001 1 10 20 40

表5.5 测试数据与理想的指标的比较

5.2 结论

本设计采用AD9854模块设计正交扫频信号源,输出1~40MHz频率,波形很稳定。并且在波形的平坦度方面也不错,另外峰峰值和扫频时间也均能满足要求。但是波形输出失真度较大,这一点还尚需改进。

经过了这些日子的研究开发工作,我对这个频率测试仪的各个部分进行了设计论证,其中包括了扫频源、幅频特性测试部分。另外,还对整个频率特性测试仪的电路进行了连接、调试以及测试。以及编写了系统需要的软件,从而让这个系统的功能得到实现。但是由于时间有限,水平也有一定的问题,这个东西还有很多工作需要做,才能把它完善。

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重庆大学本科学生毕业设计(论文) 5 测试结果和结论

在这次的毕业设计中,嵌入式系统中的几个很重要的优点都被应用在了这个研究里面。比如说嵌入式系统消耗非常低等等。另外,在整个系统的模块组装部分,采用了良好封装,使系统内部的每个模块之间可以达到一个最好的耦合,这样能够让以后的开发升级得到更多的方便。通过这次的研究设计,使自己的软件编程能力得到很大的提升,在硬件电路方面也学到了很多。总而言之,拓宽了自己的眼界,也从设计中让自己对大学四年所学的知识有了更为全面的理解。

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重庆大学本科学生毕业设计(论文) 6 总结陈述和展望

6 总结陈述和展望

6.1 总结陈述

随着社会的不断进步,以及电子技术的高速发展,频率特性测试仪在科研领域

将占有越来越重要的位置。本文主要研究了基于嵌入式系统的频率特性测试仪。 本次论文研究的内容可以通过以下途径实现:使用AD9854来制作所需要的正交扫频信号源,用STM32芯片来控制整个进程,最后将结果显示在显示屏上面。扫频信号源采用AD9854模块产生并输出两路正交信号,它们的频率从

1MHZ-40MHZ,其中I路经过被测网络后分别输入两个由AD835构成的模拟乘法器与信号源I、Q路信号相乘,之后经过两组巴特沃斯低通滤波器滤波,然后送入ADC进行模数转换。单片机STM32根据所采集的数据并用零中频正交解调原理计算出被测网络的幅频特性和相频特性,然后通过我们的屏幕来将幅频和相频特性显示出来,从而实现网络频率特性测试仪的功能。

此次论文的目的就是设计一款功率消耗低、方便使用、外形小巧、低成本的简易频率特性测试仪。并且这款扫频仪是基于嵌入式系统技术,从而达到我们的对其的要求。由于引入了一个320X240的显示屏,作为整个系统的输出设备,其友好的用户UI界面使得整个系统的操作更加方便,直观。 本文每一个部分的大致内容总结如下:

1.详细的介绍了频率特性测试仪在如今社会下的地位,以及在国外和国内的一些发展现状。并列举了一些公司生产的典型的扫频仪。这一部分充分的体现了理论和应用的结合,让我们对这些理论知识理解的更加透彻。

2.重点介绍了本研究中所采用的嵌入式技术,以及采用的STM32芯片的一些硬件特征。另外,这一部分还重点比较了两种频率特性的测试方法的优缺点,冲激响应测试法和扫频测试法。经过仔细认真的比较,最终选择了扫频测试法来完成频率测试。这一部分是为整个研究打下坚实基础的部分,无论是作为处理器的STM32,还是作为测试方法的扫频测试法,对研究来说都非常重要。

3.阐述了整个频率特性测试仪的各个组成部分,以及每个部分的具体信息和操作。为了能够产生合适的信号,我们选择能够产生正交扫频信号的AD9854。对被测网络,我们使用简单的RLC谐振电路。设计模拟乘法器上,我们选择AD835芯片模块。对ADC,我们使用STM32芯片自带的ADC模块。对于最终的显示,我们使用一块显示屏来解决。

4.这部分是关于整个系统中软件编程的,以及主系统软件的一个大致流程图。并在一开始对软件实现的功能进行了一个阐述,能够让人清楚的了解到这款仪器

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