简易频率特性测试仪(E题)
简易频率特性测试仪 E题
简易频率特性测试仪（E题）一、任务根据零中频正交解调原理，设计并制作一个双端口网络频率特性测试仪，包括幅频特性和相频特性，其示意图如图1所示。
图1频率特性测试仪示意图二、要求1．基本要求制作一个正交扫频信号源。
（1）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。
（2）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%。
（3）信号电压的峰峰值≥1V，幅度平坦度≤5%。
（4）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．发挥部分（1）使用基本要求中完成的正交扫频信号源，制作频率特性测试仪。
a.输入阻抗为50Ω，输出阻抗为50Ω；b.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。
（2）制作一个RLC串联谐振电路作为被测网络，如图2所示，其中R i和R o分别为频率特性测试仪的输入阻抗和输出阻抗；制作的频率特性测试仪可对其进行线性扫频测量。
a.要求被测网络通带中心频率为0MHz，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；b.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；c.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。
图2 RLC串联谐振电路（3）其他。
三、说明1．正交扫频信号源必须自制，不能使用商业化DDS开发板或模块等成品，自制电路板上需有明显的覆铜“DUT‐‐2014”字样。
2．要求制作的仪器留有正交信号输出测试端口，以及被测网络的输入、输出接入端口。
3．本题中，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，定义为：U2 -U1 /U1⨯100%，其中U2≥U1。
演示文稿 频率特性测试仪
示波管的水平扫描电压，同时又用于调制扫频信号发生器 形成扫频信号。因此，示波管屏幕光点的水平移动，与扫 频信号频率随时间的变化规律完全一致，所以水平轴也就 变换成频率轴。也就是说，在屏幕上显示的波形就是是被 测网络的幅频特性曲线。
扫频测量法的测量过程简单，速度快，也不会产生测漏现 象，还能边测量边调试，大大提高了调试工作效率。扫频 法反映的是被测网络的动态特性，测量结果与被测网络实 际工作情况基本吻合，这一点对于某些网络的测量尤为重 要，如滤波器的动态滤波特性的测量等。扫频法的不足之 外是测量的准确度比点频法低。
6．1．1．2 扫频仪和网络分析仪
幅值 测量 扫频信号 被测网络 相位差 测量 频标发生 电路 扫描同步控制 曲线图形 显示
扫频仪结构框图
扫频法测试包含的各个部分的功能介绍如下： 扫描同步控制部分：产生锯齿或阶梯型扫描电压，同步地控制VCO和显示 部分地工作。有时，还要用于对整机各个部分的工作作同步的性能补尝， 如扫频信号源的幅值平坦度等。
（2）制作一被测网络
a、 b、 c、 d、 e、 电路型式：阻容双T网络； 中心频率：5kHz； 带宽：±50Hz； 计算出网络的幅频和相频特性，并绘制相位曲线； 用所制作的幅频特性测试仪测试自制的被测网络的幅 频特性。
2．发挥部分 （1）制作相频特性测试仪 a、 频率范围：500Hz～10kHz； b、 相位度数显示：相位值显示为三位，另以一 位作符号显示； c、 测量精度：3°。 （2）用示波器显示幅频特性。 （3）在示波器上同时显示幅频和相频特性。 （4）其它。
（6.1） i(ω) （6.2）
(ω)= oFra bibliotekω) － i(ω)为输入和输出的相位。通使输入信号的幅值在扫频过程
简易信号测量仪(赛题)
简易信号测量仪（C1题）
（适用本科生）
一、任务
设计并制作一台简易信号测量仪，利用它能完成如下测量功能。
二、要求
1、基本要求
（1）能够测量方波的周期与频率（方波为TTL电平，占空比50%，频率范围1Hz～10KHz）,测量频率误差≤1%。
（2）能够测量并显示正弦信号的V PP及频率（正弦波频率范围1Hz～10KHz，1V ≤V PP≤5V），测量频率误差≤1%。
V PP误差≤0.5V。
（3）能测量脉冲信号宽度（脉冲信号幅度‘1V—5V’，脉冲宽度≥200us），测量误差≤1%。
（4）能自动识别被测信号是正弦波还是方波，用红色发光管表示正弦波，绿色发光管表示方波，或者在液晶上用文字显示（方波、正弦波必需从同一个端子输入）。
2、发挥部分
在完成基本要求任务的基础上，增加如下功能：
（1）能测量方波的占空比，测试误差≤1%。
（方波为信号幅度‘1V—5V’，占空比10%--90%，频率范围1Hz～10KHz）
（2）用液晶实时显示被测波形至少一个周期的形状。
（3）能测量如图所示电路对1KHz正弦信号的相移量，如图中所求U O与U i的相位差。
三、评分标准。
大连交通大学2013年校级及以上大学生科技创新竞赛获奖情况汇总表
附件：大连交通大学2013年校级以上大学生科技创新竞赛获奖情况汇总表竞赛成绩指导教师参赛学生作品名称第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖陈少华、曾洁沈巍、张武警、唐琳、乔梅昌商用厨房油烟净化与余热利用系统第十一届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作品竞赛特等奖陈少华、曾洁沈巍、张武警、唐琳、乔梅昌商用厨房油烟净化与余热利用系统一等奖吕斌、费继友于建方、杨龙飞、项阳、赵荣彪、皮姣姣、倪成业、栾诗宇、曲晓伟矿井轨道定点阻拦器一等奖葛宰林赵俊奇、庞德辰、李昱思、马开浪、谢嘉茹、李思达、武琦、张希良直线式永磁海浪发电装置二等奖葛宰林、李永华文怀宇、刘启超、王瑞东、张海、潘野、徐庆昊、何强、李基鹏分级冷却抑制轴承高温锻件网状碳化物生成工艺设备二等奖吕斌、刘晓雪李冰、樊晓伟、夏常玖、贾长风、王灵荷、何倩茜、林帅新型钢丝绳弯曲疲劳试验机二等奖陈少华、曾洁高星宇、查格其、吴运幸、侯一鸣、付安磷酸铁锂电池检测与管理系统二等奖吕斌、雷蕾姜新禹、张震宇、钟宏远、孙崇文、关杰元、姜彤、王子安、国雷基于NRF无线通信的云端智能节电系统设计二等奖司伟王迪、窦志刚、马祖国、李珊、朱建辉、齐昌鑫废弃玻璃粉低温烧结制备玻璃陶瓷二等奖张锐、王武生刘子麟、杨鹏飞、尹建、王梦莹、周乐安大连地铁特殊部位防水做法及技术研究二等奖陈少华、曾洁吕锦、张琪、汪康康、陈硕面向老年人的新型智能控制药箱二等奖吕斌、张迎辉杨帆、柳松杨、姜彦辰、王腾、陈宁小型饮用水软化水处理装备三等奖吕斌、张生芳冯波、侯志如、张新朋、杨毅、张平、杨文娇、季蒙模块化教学机器人三等奖左忠义汪磊、孙键、孙海燕、邰淳亮、傅军豪公交车辆行程时间预测方法与应用研究三等奖李永华王瀚、王显亮、王洋、郑重、陈石杰、周庆、周成旭、王志强“小菜一碟”全自动智能烹饪机三等奖陈少华、曾洁徐克、齐迪、尹琨、张扬、李哲、伍国凌基于基站无线中继模式的区域专网车辆追踪监控系统三等奖陈少华、曾洁韩敬康、李岳枫、杜恒良、康君妍宿舍火灾监视与疏散一体化消防系统第九届全国周培源大学生力学竞赛（辽宁赛区）二等奖张雪珊王卿三等奖张雪珊王录录第五届全国大学生数学竞赛预赛（辽宁赛区）一等奖戴晓鸣、王丽媛何克胜、庞艳涛二等奖皇甫明、李宁、林美艳、孙日明、张玉丽、顾颖、梁波朱治文、刘江伟、贺彬、王豪豪、党海舟、张健、梁腾飞三等奖徐志敏、孙晓英、李秀梅、王丽敏、张月、王岩、徐天博、汪颖、汪军、高静华、张书莲刁锋、姚丹阳、刘丰、周益、潘梦然、汪财雄、陈桐、孟飞、胡江祺、梁赛、金仕亚第五届辽宁省大学生数学竞赛一等奖戴晓鸣、王丽媛、皇甫明、李宁、林美艳、孙日明、张玉丽、顾颖、梁波、徐志敏、孙晓英、李秀梅、王丽敏、张月、王岩、徐天博、汪颖、汪军、高静华、张书莲何克胜、庞艳涛、朱治文、刘江伟、贺彬、王豪豪、党海舟、张健、梁腾飞、刁锋、姚丹阳、刘丰、周益、潘梦然、汪财雄、陈桐、孟飞、胡江祺、梁赛、金仕亚二等奖于慧徐峰三等奖王海燕、李佳宁、张振宇臧振君、马杰、夏飞大连市第二十二届大学生数学竞赛一等奖戴晓鸣、高静华、顾颖、皇甫明、金丽、李佳宁、李宁、李秀梅、梁波、林美艳、刘勇、孙日明、孙晓英、汪军、汪颖、王海燕、王丽敏、王丽媛、王岩、徐天博、徐志敏、于慧、张书莲、张玉丽、张月、张振宇、周大勇庞艳涛、姚丹阳、梁腾飞、董杰、朱治文、金仕亚、刘丰、胡江祺、汪财雄、王坚、贺彬、繤丹东、张向东、马杰、徐峰、将万博、靳叔凯、梁赛、张健、刁锋、管振强、孟飞、党海舟、周益、王树春、杨燚、孟迪二等奖白凤兰、毕卫星、蔡敏、戴晓鸣、丁立佳、高静华、顾颖、郭大为、皇甫明、金丽、李佳宁李宁、李秀梅、李焱淼、李雁南、梁波、林美艳、刘勇、宋爱民、孙日明、孙晓英、万维明、汪军、汪颖、王国灿、王海燕、王丽敏、王丽媛、王晓元、王岩、徐天博、徐志敏、于慧、张继红、张书莲、张玉丽、张月、张振宇司安然、田成志、李文海、李朋、王德名、李强、孙伟莎、马睿泽、卢军、李修雷、兰锋、邓义仁、隆宏斌、李亮、王鑫、张如一、王佳辉、胡珂、陈桐、孙江南、周威、殷佳鹏、尹太国、毛竞争、王玉龙、李芝华、李文浩、吴启龙、胡浩、张翔博、陈志伟、吕小明、刘宁春、孟陈祥、叶安东、张聪、蒋凯雄、侯振兴、孙渤、胡江奎、何江涛、汤泽惠、孙学涛、顾自豪、周密、冯文敏、蒋敏、邵乾宇、张啸男、夏中羽、李嘉曦、汪朝辉、柳驰航、臧晓雅、霍梦梦、孙向阳、赵政、郝靖伟、刘雨涵、王文龙、孙艳阳、张雅霖、宁旭阳、刘晓林。
实验四 系统频率特性测量
实验四系统频率特性测量一、实验目的1、加深了解系统及元件频率特性的物理概念。
2、掌握系统及元件频率特性的测量方法。
二、实验设备1、D1CE-AT-∏型自动控制系统实验箱一台2、带串口计算机一台3、RS232串口线三、实验原理及电路1、被测系统的方块图及原理:系统(或环节)的频率特性G(jω)是一个复变量，可以表示成以角频率3为参数的幅值和相角:G(M=IG(%)I∕G(网本实验应用频率特性测试仪测量系统或环节的频率特牲。
图4-1所示系统的开环频率特性为:B(jω)B(ιω)B(jω)G3)GR3)H(j3)=叼舟I/追采用对数幅频特牲和相频特性表示，则式(4-2)表示为:(4—1) (4-2)图4-1被测系统方块图2。
IgGG3)G∕)Hg)H。
啕需I=2(Hg1BG3-2(Hg1EG3)I (4—3) C⅛Gω)G<jω)HGω)=/*线=∕BQω)-EGω)(4-4)E(j3)将频率特性测试仪内信号发生器产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化，并施加于被测系统的输人端Et)］,然后分别测量相应的反馈信号［b⑴］和误差信号［e(t)］的对数幅值和相位。
频率特性测试仪测试数据经相关运算器后在显示器中显示。
根据式(4—3)和式(4—4)分别计算出各个频率下的开环对数幅值和相位，在半对数座标纸上作出实验曲线：开环对数幅频曲线和相频曲线。
根据实验开环对数幅频曲线画出开环对数幅频曲线的渐近线，再根据渐近线的斜率和转角频确定频率特性(或传递函数)。
所确定的频率特性(或传递函数)的正确性可以由测量的相频曲线来检验，对最小相位系统而言，实际测量所得的相频曲线必须与由确定的频率特性(或传递函数)所画出的理论相频曲线在一定程度上相符，如果测量所得的相位在高频(相对于转角频率)时不等于一900(q—p)［式中P和q分别表示传递函数分子和分母的阶次］，那么，频率特性(或传递函数)必定是一个非最小相位系统的频率特性。
频率特性测试仪的设计
频率特性测试仪的设计1引言频率特性是一个网络性能最直观的反映。
频率特性测试仪用于测量网络的幅频特性和相频特性，是根据扫频法的测量原理设计，是一种快速、简便、实时、动态、多参数、直观的测量仪器，可广泛应用于电子工程等领域。
由于模拟式扫频仪价格昂贵，不能直接得到相频特性，更不能打印网络的频率响应曲线，给使用带来诸多不便。
为此，设计了低频段数字式频率特性测试仪。
该测试仪采用数字直接频率合成技术专用的集成电路AD9851产生扫频信号，以单片机和FPGA为控制核心,通过A/D和D/A转换器等接口电路，实现扫频信号频率的步进调整、数字显示及被测网络幅频特性与相频特性的数显等。
该系统成本低廉，扫频范围较宽(10 Hz〜1MHz), 可方便地与打印机连接，实现频率特性曲线的打印。
2多功能计数器设计方案2.1幅频和相频特性测量方案方案1：利用公式H(s)=R(s)/E(s),以冲击函数为激励，则输出信号的拉氏变换与系统函数相等。
但是产生性能很好的冲击函数比较困难，需要对采集的数据做FFT变换，需要占用大量的硬件和软件资源，且精度也受到限制。
方案2：扫频测试法。
当系统在正弦信号的激励下，稳态时，响应信号与输入激励信号频率相同，其幅值比即为该频率的幅频响应值，而两者的相位差即为相频特性值。
采用频率逐点步进的测试方法。
无需对信号进行时域与频域的变换计算，通过对模拟量的测量与计算完成，且精度较高。
综上所述，选择方案2。
2.2扫描信号产生方案方案1：采用单片函数发生器。
其频率可由外围电路控制。
产生的信号频率稳定度低，抗干扰能力差，灵活性差。
方案2：采用数字锁相环频率合成技术。
但锁相环本身是一个惰性环节，频率转换时间长，整个测试仪的反应速度就会很慢,而且带宽不高。
方案3：采用数字直接频率合成技术(DDFS)。
以单片机和FPGA为控制核心，通过相位累加器的输出寻址波形存储器中的数据，以产生固定频率的正弦信号。
该方案实现简单，频率稳定，抗干扰能力强。
2012黑龙江省赛区TI杯竞赛题E简易LCR测量仪0724
E 题：简易 LCR 测量仪（本科）
一、 任务
设计并制作简易电阻、电容、电感、品质因数和损耗系数测量仪，其结构框图如图 1 所 示。
被测器件 接入端子 数字 显示
ห้องสมุดไป่ตู้测量电路
按键
图 1 测量仪框图
二、要求
1 基本要求 （1）测量电阻范围：100～1M，测量精度： 2% ； （2）测量电容范围：1000pF～0.1F，测量精度： 5% ； （3）测量电感范围：1mH～100mH，测量精度： 5% ； （4）可使用按键设置被测器件的类型和单位，并显示； （5）自制满足本测量仪要求的电源。 2. 发挥部分 （1）扩展量程，并提高测量精度。 ①. 测量电阻范围：10～10M，测量精度： 1% ； ②. 测量电容范围：100pF～1F，测量精度： 2% ； ③. 测量电感范围：100H～1H，测量精度： 2% ； （2）测量电感的品质因数 Q，测量范围：1.0～999.9，测量精度： 5% ； （3）测量电容的损耗系数 D，测量范围：0.001～9.999，测量精度： 5% ； （4）具有三个可选的测试频点：100Hz，1kHz，10kHz； （5）其它（如自动识别器件类型、量程自动转换等）。
-1-
三、说明
1. 作品中不得使用任何专用 LCR 测量芯片； 2. 在赛区测试时，被测元件由组委会测试组提供； 3. 在赛区测试时，以成品数字电桥（基本准确度不低于 0.2%）的测量值为标准考察测量 精度。
四、评分标准
项目 主要内容 (1) 方案比较、设计与论证； (2) 理论分析与计算； (3) 电路图及有关设计文件； (4) 测试数据及测试结果分析。 电阻测量 电容测量 基本要求（50 分） 电感测量 按键设置及显示 自制电源 进一步扩展量程和提高精度 测量电感的品质因数 发挥部分（50 分） 测量电容的损耗系数 测试频点可选 其它 满分
简易电路特性测试仪
简易电路特性测试仪一、任务设计并制作一个简易电路特性测试仪。
用来测量特定放大器电路的特性，进而判断该放大器由于元器件变化而引起故障或变化的原因。
该测试仪仅有一个输入端口和一个输出端口，与特定放大器电路连接如图 1 所示。
图 1 特定放大器电路与电路特性测试仪连接图制作图 1 中被测放大器电路，该电路板上的元件按图 1 电路图布局，保留元件引脚，尽量采用可靠的插接方式接入电路，确保每个元件可以容易替换。
电路中采用的电阻相对误差的绝对值不超过 5%，电容相对误差的绝对值不超过 20%。
晶体管型号为 9013，其β 在60~300 之间皆可。
电路特性测试仪的输出端口接放大器的输入端 Ui, 电路特性测试仪的输入端口接放大器的输出端 Uo。
二、要求1. 基本要求（1）电路特性测试仪输出 1kHz 正弦波信号，自动测量并显示该放大器的输入电阻。
输入电阻测量范围1kΩ~50kΩ，相对误差的绝对值不超过10%。
（2）电路特性测试仪输出 1kHz 正弦波信号，自动测量并显示该放大器的输出电阻。
输出电阻测量范围500Ω~5kΩ，相对误差的绝对值不超过10%。
（3）自动测量并显示该放大器在输入 1kHz 频率时的增益。
相对误差的绝对值不超过 10%。
（4）自动测量并显示该放大器的频幅特性曲线。
显示上限频率值，相对误差的绝对值不超过 25%。
2. 发挥部分（1）该电路特性测试仪能判断放大器电路元器件变化而引起故障或变化的原因。
任意开路或短路 R1~R4 中的一个电阻，电路特性测试仪能够判断并显示故障原因。
（2）任意开路 C1~C3 中的一个电容，电路特性测试仪能够判断并显示故障原因。
（3）任意增大 C1~C3 中的一个电容的容量，使其达到原来值的两倍。
电路特性测试仪能够判断并显示该变化的原因。
（4）在判断准确的前提下，提高判断速度，每项判断时间不超过 2 秒。
（5）其他。
（1）不得采用成品仪器搭建电路特性测试仪。
电路特性测试仪输入、输出端口必须有明确标识，不得增加除此之外的输入、输出端口。
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2013年全国大学生电子设计竞赛题目：简易频率特性测试仪（E题）学校：洛阳理工学院系别：电气工程与自动化系学生：蔡超越王瑞同葛永要指导老师：张刚时间：2013年9月4号---2013年9月7号题目名称：简易频率特性测试仪（E题）【摘要】：本实验以DDS芯片AD9851为信号发生器，以单片机STC8051为核心控制芯片，加之于外围电路来实现幅频及相频的检测。
系统由5个模块组成：正弦扫频信号模块，待测串联RLC及加法器模块，低通滤波及AD转换模块，单片机最小系统模块，及显示模块。
先以单片机送给AD9851控制字产生1MHz-40MHz的正交扫频信号，一路余弦信号经过RLC被测电路转换后，传入乘法器，分别与正交信号相乘。
输出两路信号经过低通滤波器、AD转换，在12864上显示幅频特性曲线和相频特性曲线。
【关键词】:DDS STC8051最小系统 RC滤波Abstract:This experiment is signal generator with DDS chip AD9851, STC8051 MCU as the core control chip, and the peripheral circuit to realize the amplitude frequency and phase frequency detection. System is composed of five modules: sine sweep signal module, serial RLC under test and the adder module, low-pass filtering and AD conversion module, single chip microcomputer minimum system module, and display module. Start with single chip microcomputer to AD9851 control word to produce 1 MHZ - 40 MHZ orthogonal frequency sweep signal, a cosine signal through the RLC circuit to be tested after transformation, the incoming multiplier, with the orthogonal signal multiplication respectively. Output two road signals through a low-pass filter, AD conversion, displayed on the 12864 amplitude-frequency characteristic and phase frequency characteristics curve.【key words】: DDS STC8051 smallest RC filtering system目录一．方案论证与选择 (4)1.1扫频信号产生方案1.2幅频和相频特性测量方案二．系统总体设计方案及实现框图 (5)三．单元模块设计 (5)3.1正弦信号发生器 (5)3.2待测串联RLC及加法器模块 (8)四．理论分析与计算 (11)4.1扫频测试仪理论依据 (11)4.2DDS信号源 (11)4.3相位差测量.................................................................12.. 五．系统软件设计.. (13)七．总结分析与结论 (21)一、方案论证与选择1. 扫描信号产生方案1.1 数字直接频率合成技术(DDFS)方案一：采用数字直接频率合成技术(DDFS)。
以单片机和FPGA为控制核心,利用FPGA中的N位地址存储相应的正弦表值，通过改变频率控制字K，寻址相位累加器的波形存储器的数据,以产生所需频率的正弦信号fout=fin *K/2N。
该方案频率比较稳定，抗干扰能力强，但程序实现会有一定的繁琐性，并且会占用FPGA资源。
1.2 程控锁相环频率合成方案二：采用程控锁相环频率合成方案。
锁相环频率合成是将高稳定度和高精确度的标准频率经过加减乘除的运算产生同样稳定度和精确度的大量离散频率，在一定程度上解决了既要频率稳定精确、又要频率在较大范围可变的矛盾，能产生方波，通过积分电路就可以得到同频率的三角波，再经过滤波器就可以得到正弦波，但采用了多次积分电路，这种具有惰性特性的电路误差大且不能满足相频曲线和幅频曲线的输出要求，功能扩展能力有限。
1.3 数字频率发生器（DDS）AD9851产生方案三：采用DDS芯片AD9851。
根据题目要求，结合性价比，我们选用AD9851。
AD9851是AD公司采用先进的DDS技术生产的具有高级集成度的DDS器件，它的最高工作时钟为180MHz，正常输出工作频率范围为0～72ＭＨｚ，精度可达0.04Ｈｚ，它还具有调频和调相功能，通过单片机的适当控制便可产生高带宽的正弦波信号。
该方案产生的信号频率稳定度较好，操作简易，但抗干扰性有一定的的不足。
综上论证比较：与DDFS及锁相环频率合成相比，采用DDS芯片合成正弦信号的频率建立与切换简单，频率单一，频率覆盖范围广，精度高，可控性强，功能扩展能力大。
故采用方案三。
2.幅频和相频特性测量方案2.1方案1：利用公式H(s)=R(s)/E(s)，以冲击函数为激励，则输出信号的拉氏变换与系统函数相等。
但是产生性能很好的冲击函数比较困难，需要对采集的数据做FFT变换，需要占用大量的硬件和软件资源，且精度也受到限制。
2.2 方案2：扫频测试法。
当系统在正弦信号的激励下，稳态时，响应信号与输入激励信号频率相同，其幅值比即为该频率的幅频响应值，而两者的相位差即为相频特性值。
采用频率逐点步进的测试方法。
无需对信号进行时域与频域的变换计算，通过对模拟量的测量与计算完成，且精度较高。
综上所述，选择方案2。
二．系统总体设计方案及实现框图该系统以单片机为控制系统，用DDFS技术产生频率扫描信号，当系统在正弦信号的激励下，稳态时，响应信号与输入激励信号频率相同，其幅值比即为该频率的幅频响应值，而两者的相位差即为相频特性值。
可得1MHz-40MHz中任意频率的幅频特性和相频特性数据.并且在LCD同步显示相应的功能和数据，人机交互界面友好。
三．单元模块设计1、AD9851正弦信号发生器AD9851模块中晶振频率24MHZ，进入AD9851芯片后，在内部6倍频为144MHZ，通过改变输入控制字K(D0-D7)来改变输出正弦波频率fo=k*fclk/2，其中最小分辨率100KHZ，频率在30MHZ以下时波形完美。
并且输出峰峰值1.66V，平均值0.69V。
AD8951正弦信号发生器芯片介绍：AD9851该AD9851是一种高度集成的设备，采用先进的DDS技术，再加上内部高速度、高性能D / A转换器，和比较器，使一个数字可编程频率合成器和时钟发生器功能化。
当参照准确的时钟源，AD9851可以产生一个稳定的频率和相位且可数字化编程的模拟正弦波输出。
此正弦波可直接用作时钟源，在其内部转化为方波成为灵活的时钟发生器。
AD9851采用的最新的高速DDS内核可接受32位的频率控制字，180 MHz系统时钟，分辨率为0.04赫兹。
该AD9851包含一个特有的6 ×REFCLK倍乘器电路，因此无需高速外部晶振。
6 ×REFCLK倍乘器使其有最小的无杂散动态范围SFDR和相位噪声特性。
AD9851提供了5位可编程相位调制，使移相输出的增量为11.25°。
引脚图正交扫频信号源原理图功能方框图2.待测串联RLC及加法器模块RLC串联谐振电路乘法器电路图芯片介绍:MC1496模拟乘法器是对两个模拟信号（电压或电流）实现相乘功能的有源非线性器件，主要功能是实现两个互不相关信号的相乘，即输出信号与两输入信号相乘积成正比。
它有两个输入端口，即X 和Y 输入端口。
在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。
采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分离器件如二极管和三极管要简单的多，而且性能优越。
MC1496引脚图引脚图MC1496的内部结构3.RC滤波电路模块RC滤波电路四：理论分析与计算4．1 扫频测试法理论依据设频率响应为H(jω)的实系数线性时，不变系统在信号x(n)_Acos(ω0n+f)激励下的稳态输出为y(n)。
利用三角恒等式，可将输入表示为2个复指数函数之和：因此，输出信号和输入信号是频率相同的正弦波，仅有两点不同：第一，振幅被|H(ejω)|加权，即网络系统在ω=ω0的幅度函数值；第二，输出信号相对于输入信号有一个数量为q(ω0)的相位时延，即网络系统在ω=ω0的相位值。
4．2 DDS信号源根据DDFS原理所产生的波形频率为：式中fclk为基准频率，M为相位增量因子，N为累加器的位数。
M取22,N取24。
为得到100 kHz的信号，而且在每个周期希望取到32个以上点，则累加器输出后级D／A转换需要至少3．2 MHz的速度，于是选取建立时间为30 ns、10位的DAC900，不仅满足了对D／A转换速度的要求，而且具有10位数据线，减少了D／A转换中固有的量化误差。
fclk 取40MHz，频率的最小步进：4．3 相位差测量设INl和IN2为两路具有相位差经整形后得到的方波信号，Gate2为INl和IN2经过异或后得到的脉冲信号，Fo为FPGA内部的标准高频脉冲信号，取40MHz。
将IN2八分频，结合单片机控制，可得到一个动态门控信号Gatel。
动态门控与脉冲信号相“与”，可得到门限内的有限个脉冲信号Gate2。
Gate1中含有IN2的4个周期，Gate2含有8个异或脉冲。
其中分别对clk进行计数，分别得到计数值M和N。
根据公式精确地测得相位差绝对值。
其时序如图2所示。
由于对高频脉冲计数可能存在±1的误差：在F=100kHz时，Mmin≈1600，则δmax(△ψ)≈0.9°FPGA内部生成一个D触发器，以INl为触发器的数据输入，IN2为触发器的时钟输入，若触发器输出端为高电平，则△ψ>O°；若输出端为低电平，则△ψ<0°。
五．系统软件设计初始化系统：加电后完成系统硬件和系统变量的初始化。
其中包括了外围元器件8255的状态设定。
等待功能键输入：由键盘输入各功能选择：包括点频测量(其中有显示频率、幅度、相位，打印测量结果)，扫频测量，设置频率上限、下限及步进频率值。