基于DSP的低頻頻率特性測試儀
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初始化包含DSP初始化、AD7008初始化以及AD8369的初始化。DSP的初始化主要是對中斷向量的定義，內部時(shí)鐘的設置，外部等待時(shí)間的設置以及內部空間SRAM／DRAM的映射等，這些都是通過(guò)對DSP內部專(zhuān)用寄存器的設置來(lái)完成的。AD7008的初始化可通過(guò)設置控制寄存器來(lái)完成。AD8369的初始化是把AD8369的放大倍數降為最小-10 dB，可以減少信號源電路的射頻功放的功率，也可以保護增益與相位檢測電路中增益鑒相器AD8302，使AD8302的輸入信號功率保持為最低，防止輸入信號功率過(guò)大損壞器件。
3．1．2 HPI中斷服務(wù)程序設計
HPI口是連接單片機與DSP的接口，通過(guò)HPI口，主機也就是單片機可以向DSP寫(xiě)數據，也可以從DSP的RAM單元讀取數據；同時(shí)通過(guò)HPI口控制寄存器提供的中斷位，以及HPI的中斷信號中斷單片機，主機和單片機可以實(shí)現很好的對話(huà)。并且，根據單片機來(lái)的數據，進(jìn)行相應操作。其流程圖如圖9所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/150898.htm
AD7008單頻工作的目的是為了檢測輸入信號的幅度范圍，從而設置輸入AD8369的增益倍數。AD7008以起始頻率為頻率點(diǎn)進(jìn)行單頻工作，輸入信號的幅度檢測由AD8307來(lái)完成，檢測結果由ADS8364的C通道進(jìn)行數據轉換，供DSP采集。當采集到的數據個(gè)數達到系統設置值后，DSP對數據進(jìn)行處理，判斷出輸入信號的幅度，以設置檢測電路中AD8369(2、3)的增益。
3．1．3 AD中斷服務(wù)程序設計
在A(yíng)D中斷服務(wù)子程序中，主要是對采樣數據的讀取，如果是ADS8364的C通道的數據則是對輸入信號進(jìn)行幅度判斷：如果是ADS8364的A，B通道的數據則是進(jìn)行幅度相位的測量。測量結束后，將處理好的數據送單片機顯示。其流程圖如圖10所示。
通過(guò)C通道判斷以后，就設置好了檢測電路中的AD8369(2、3)，完成了掃頻測試前的準備工作，AD7008可以開(kāi)始掃頻工作了。按照起始頻率、頻率步長(cháng)、單頻點(diǎn)持續時(shí)間等對AD7008相應寄存器進(jìn)行設置，使AD7008輸出滿(mǎn)足要求的掃頻信號；緊接著(zhù)啟動(dòng)ADS8364的A、B兩通道進(jìn)行數據的轉換，其轉換的是AD8302的增益和相位檢測電壓：DSP在中斷服務(wù)子程序中對ADS8364進(jìn)行數據采集。并做以下工作：接收采集數據，判斷單頻點(diǎn)采集到的數據量，進(jìn)行單頻點(diǎn)數據的數字濾波和簡(jiǎn)單計算處理，判斷掃描頻率點(diǎn)數是否達到要求，決定掃頻是否結束，將數據轉換成圖形顯示格式送單片機顯示。
3．1．4 1s中斷服務(wù)程序設計
1s中斷服務(wù)程序較為簡(jiǎn)單，就是照看看門(mén)狗，看門(mén)狗是系統穩定運行的重要部件，由于系統的高速運行，外界的干擾以及程序內部的有關(guān)問(wèn)題，都有可能導致系統的運行不穩定，甚至出現死機的情況。設置看門(mén)狗就是在系統出現意外而導致運行紊亂、死機時(shí)，自動(dòng)恢復運行的保證。在系統出現上述情況時(shí)，當時(shí)間超過(guò)1 s時(shí)，看門(mén)狗將自動(dòng)重新啟動(dòng)系統。相關(guān)內容在系統硬件設計部分有涉及。
3．2 CPLD軟件設計
CPLD的軟件設計使用MAXIM公司的MAX+PLUSII開(kāi)發(fā)工具，使用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行編程。這部分程序主要是對來(lái)自DSP的信號進(jìn)行譯碼后，對各個(gè)器件進(jìn)行控制，使整個(gè)系統協(xié)調工作，完成測量任務(wù)。其設計流程圖如圖11所示。
圖12是CPLD對AD7008控制時(shí)序的仿真結果。從圖中可以看到，當IOS和IOSTRB信號為低電平(這時(shí)DSP選中IO空間)時(shí)，CPLD芯片對DSP的高位地址(ADD15～ADD9)進(jìn)行譯碼，當高位地址為00H時(shí)，選中AD7008芯片，并在DSP讀寫(xiě)信號RW為低時(shí)，DDSWRB變?yōu)榈碗娖?，即對AD7008進(jìn)行寫(xiě)入操作；當高位地址為78H時(shí)，CPLD使DDSRESET信號變?yōu)榈碗娖?，即對AD7008進(jìn)行復位操作；當高位地址為01H時(shí)，CPLD使DDSFUD信號變?yōu)楦唠娖?，否則變?yōu)榈碗娖?，此信號在上升沿對AD7008內部存貯器進(jìn)行更新操作?？梢钥闯?，仿真結果符合要求。
圖13是CPLD對模數轉換芯片ADS8364的仿真結果，同樣，當IOS和IOSTRB信號為低電平(這時(shí)DSP選中10空間)時(shí)，CPLD芯片對DSP的高位地址(ADD15～ADD9)進(jìn)行譯碼，當高位地址為20H時(shí)，ADCRESETB信號輸出低電平，對AD8364進(jìn)行復位操作；當高位地址為30H時(shí)，ADCCSB信號輸出低電平，對ADS8364進(jìn)行片選；當最高四位地址(ADD15～ADD12)為0CH時(shí)，由ADD11、ADD10、ADD9三位譯碼決定HOLDC、HOLDB、HOLDA的輸出電平；這3個(gè)信號分別控制ADS8364的3個(gè)采樣通道的轉換。由圖可以看出，其仿真結果符合要求。
4 測量結果
掃頻范圍0．004 7 Hz～5 MHz，可以在全頻段內任意設置掃頻寬度，分辨率為0．004 7 Hz，輸出電平范圍-55～+18 dBm，掃頻步長(cháng)可以在0．004 7 Hz～0．5 MHz范圍內自行調整；輸出阻抗50 Ω，相位測量精度小于0.1°，幅度測量精度小于0.5 dB，不平坦度+／-0．25 dB，電控衰減并數字顯示衰減量，能在全頻范圍內自動(dòng)步進(jìn)測量，可預置測量范圍及步進(jìn)頻率值。能顯示幅頻特性和相頻特性曲線(xiàn)，并能根據選擇，放大局部曲線(xiàn)，可以用對數坐標和線(xiàn)性坐標顯示，并配有文字標注。
5 結束語(yǔ)
該系統設計可以方便地測量未知網(wǎng)絡(luò )中低頻率的相頻特性和幅頻特性，并在LED上顯示。適用于科研、教學(xué)以及生產(chǎn)領(lǐng)域等方面，與傳統的頻率測試儀相比，用直接數字頻率合成(DDS)技術(shù)為頻率特性測試儀實(shí)現數字化開(kāi)辟了道路，利用液晶顯示器技術(shù)使頻率特性測試儀小型化成為可能。此測試儀有很強的應用價(jià)值，可取代傳統的頻率測試儀。
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