數字控制幅頻特性測試儀的技術(shù)研究
2.5 系統控制算法軟件實(shí)現
在幅頻特性測試的程序設計中,要注意硬件電路的反應時(shí)間。對于波形顯示方面,關(guān)鍵是掃描速度和垂直靈敏度的設計及在保證精度的條件下盡可能提高采樣速率。在采樣方面,使用了STM32F103ZE的DMA控制器,能在一定基礎上提高采樣速率的極限。在系統上電初始化進(jìn)入界面菜單后,用鍵盤(pán)控制DDS產(chǎn)生正弦波掃頻信號,輸入被測網(wǎng)絡(luò ),然后用AD637測量網(wǎng)絡(luò )輸出的真有效值,接著(zhù)MCU通過(guò)AD采取真有效值進(jìn)行分析處理,得出被測網(wǎng)絡(luò )的幅頻特性,最后送TFT液晶顯示器顯示被測網(wǎng)絡(luò )幅頻特性曲線(xiàn)。系統具體程序設計流程圖如圖6所示。本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/192760.htm
3 實(shí)驗結果及分析
3.1 技術(shù)指標
技術(shù)指標:掃頻范圍:10Hz~100kHz;幅值范圍:200mV~2V,連續可變;頻率間隔:鍵盤(pán)任意設定,實(shí)現0~N線(xiàn)形增長(cháng);測量精度:小于1%;顯示模塊:3.2英寸TFT液晶。
3.2 測量結果及分析
系統設計完成進(jìn)行測試,主要針對系統的頻率及電壓指標的測量,并計算各項指標的相對誤差。
3.2.1 DDS輸出信號精度測試
由于A(yíng)D9851輸出頻率和幅度均程控可調,根據系統要求,只需測試AD9851輸出峰峰值為3V左右,頻率范圍為10Hz~100kHz的正弦波信號的誤差。表1給出了使用標準數字示波器的測量結果。從表1中可以看出,測頻誤差為0,DDS輸出達到掃頻信號源的精度要求,但在實(shí)際操作中,AD9851可輸出最高頻率可達72MHZ,并且無(wú)明顯失真。
3.2.2 A/D電壓誤差測試
A/D電壓誤差測試使用數字萬(wàn)用表作為標準,表2記錄了電壓測試結果。從表2中可以看出,系統AD電壓測量相對于萬(wàn)用表測量值最大誤差為0.6%,滿(mǎn)足系統1%以?xún)鹊恼`差要求。
3.2.3 真有效值準確度測試
利用函數信號發(fā)生器輸入頻率為50Hz,有效值為20mV~2.5V的正弦波信號,然后利用示波器在輸出端測量經(jīng)其轉換后的支流電平,可以測量出AD637準確度,其測量結果如表3所示。從表3中可以看出本設計電路的真有效值轉換電路誤差不超過(guò)0.06%,滿(mǎn)足題目要求。
3.2.4 AD637頻率特性測試
測量AD637頻率特性,是為了測試其是否對被測網(wǎng)絡(luò )有影響。用函數信號發(fā)生器輸入有效值為2V、頻率為10Hz~10MHz的正弦波信號,然后利用示波器在輸出端測量經(jīng)其轉換后的支流電平,測量結果如表4所示。
4 結論
本文設計了基于A(yíng)RM的數字控制低頻幅頻特性測試儀系統,本系統體積較小,選用ARM核心平臺是STM32,無(wú)需外部擴展EPROM和RAM。另外,由于使用了DDS集成電路產(chǎn)生的掃頻信號,所以?huà)哳l信號的質(zhì)量精度高,掃頻范圍較寬。經(jīng)過(guò)測試,本系統穩定可靠,繪制的幅頻特性圖與理論一致。此外,軟件的操作使用和圖形數據的處理非常方便,整個(gè)儀器的使用也非常簡(jiǎn)單,是傳統的模擬幅頻特性測試儀無(wú)法相比的,因此在高校電子實(shí)驗室有比較高的應用價(jià)值。
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