11.频率特性测试仪实验报告
rlc串联电路频率特性实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除rlc串联电路频率特性实验报告篇一:RLc串联电路的幅频特性与谐振现象实验报告_-_4(1)《电路原理》实验报告实验时间:20XX/5/17一、实验名称RLc串联电路的幅频特性与谐振现象二、实验目的1.测定R、L、c串联谐振电路的频率特性曲线。
2.观察串联谐振现象,了解电路参数对谐振特性的影响。
1.R、L、c串联电路(图4-1)的阻抗是电源频率的函数,即:Z?R?j(?L?1)?Zej??c三、实验原理当?L?1时,电路呈现电阻性,us一定时,电流达最大,这种现象称为串?c联谐振,谐振时的频率称为谐振频率,也称电路的固有频率。
即?0?1Lc或f0?12?LcR无关。
图4-12.电路处于谐振状态时的特征:①复阻抗Z达最小,电路呈现电阻性,电流与输入电压同相。
②电感电压与电容电压数值相等,相位相反。
此时电感电压(或电容电压)为电源电压的Q倍,Q称为品质因数,即Q?uLuc?0L11ususR?0cRRc在L和c为定值时,Q值仅由回路电阻R的大小来决定。
③在激励电压有效值不变时,回路中的电流达最大值,即:I?I0?usR3.串联谐振电路的频率特性:①回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性,表明其关系的图形称为串联谐振曲线。
电流与角频率的关系为:I(?)?us1??R2??L???c??2?us0??R?Q2?0??I00??1?Q2?0?2当L、c一定时,改变回路的电阻R值,即可得到不同Q 值下的电流的幅频特性曲线(图4-2)图4-2有时为了方便,常以?I为横坐标,为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称?0I0 I下降越厉害,电路的选择性就越好。
I0为通用幅频特性),图4-3画出了不同Q值下的通用幅频特性曲线。
回路的品质因数Q越大,在一定的频率偏移下,为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力引进通频带概念,把通用幅频特性的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以bw表示)即:bw??2?1??0?0由图4-3看出Q值越大,通频带越窄,电路的选择性越好。
频率测量及其误差分析实验报告

比较示波器测频和频率计测频的特点; 答:示波器:工作频率范围宽, 适应于测试快速脉冲信号,但是适合测量频率 100Hz—10MHz 左右。 虚拟频率计:测量精度相比于示波器高一点,适合测量的频率宽于示波器要求测量的频率。 八.注意事项 1 实验前要充分预习,熟悉有关测量误差、示波器和频率计的知识; 2 实验开始前先打开仪器电源预热,中途一般不要关闭电源。 九、实验心得: 1、实验室用的通用计数器具有测量频率和测量周期两种测量方式。 2、使用虚拟仪器测量频率时,我们组出现了波形一直在跳动的情况。为此,我们通过调节 参数,改变测量方式等渠道,终于在老师的指导下发现其根本原因在于电源不准确。 3、使用虚拟仪器测量频率时,采样速率的选取取决于根据我们所要测量的频率。理论上应 该是我们所要测量频率的 2 倍。实际上我们一般要选取 5 倍以上,这里我们选取 10 倍被测频率。 4、万用表是三种测量方式里面误差最大的测量方式,因此我们要测量频率时最好不用其测 量。 5、如果出发点是研究某个信号的特性,最好选取一个比较适中的频率,不要太大,也不能 太小,这样才能提高准确度。
显示 方式
类 型、
输入耦合 CH1
合方式 CH1 触发极性
交流 正极性
垂直刻度 系数(粗)
触发耦合
垂直刻度 系数(细) 交流耦合
水平刻度系数 100ms
周期读数 (格或 cm) 5.04 格/504ms
测得频率 1.98
频率测量 相对误差
1.0%
1
100Hz 1kHz 50kHz 500KHz 100MHz
4
2.5ms 250ms 5.00us 500ms 100us
频率特性设计报告_样例

频率特性测试仪设计报告摘要:本设计采用ARM和FPGA相结合的方法实现。
由FPGA根据DDS的原理产生步进为10Hz,范围为100Hz到1MHz的扫频信号。
将扫频信号通过被测网络,得到测试信号。
将测试信号经过峰值检波电路,得到峰值电压,经ARM A/D转换做后续处理。
将扫频信号和测试信号分别经过高速比较器,转换为矩形波。
再输给FPGA,通过等精度频率计的方法测得,信号的相移。
整个系统由ARM进行控制。
关键词: LPC2132 FPGA 阻容双T网络峰值检波一、任务设计并制作一个频率特性测试系统,包含测试信号源、被测网络、检波及显示三部分。
图1 系统总体要求二、要求1.基本要求(1)制作幅频特性测试仪a、频率范围:100Hz~100kHz;b、频率步进:10Hz;c、频率稳定度:10-4;d、测量精度:5%;e、能在全频范围和特定频率范围内自动步进测量,可手动预置测量范围及步进频率值;f、LED显示,频率显示为5位,电压显示为3位,并能打印输出。
(2)制作一被测网络a、电路型式:阻容双T网络;b、中心频率:5kHz;c、带宽:±50Hz;d、计算出网络的幅频和相频特性,并绘制相位曲线;e、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。
三、方案比较与选择根据设计要求,本设计主要包括扫频信号源,被测网络,峰值检波电路和相位检测电路。
3.1 控制系统设计论证与选择方案一:采用单片机,如A T89C51作为整个系统的控制核心,单片机有其使用简单,控制方便等特点,但其内存大小有限,无法存储较大的数据量,且其通用I/O引脚较少,无法实现对较多设备的控制。
尤其是单片机的时钟频率有限,对于高速处理不能适用。
rc电路的频率特性实验报告

rc电路的频率特性实验报告 RC 电路的频率特性实验报告一、实验目的1、深入理解 RC 电路的频率响应特性。
2、掌握测量 RC 电路频率特性的方法。
3、学会使用实验仪器,如示波器、信号发生器等。
4、通过实验数据,分析 RC 电路对不同频率信号的衰减和相移情况。
二、实验原理RC 电路是由电阻 R 和电容 C 组成的简单电路。
在交流电路中,RC 电路的阻抗会随着输入信号的频率而变化,从而导致电路对不同频率信号的响应不同。
对于一个简单的 RC 串联电路,其阻抗 Z 可以表示为:\Z = R +\frac{1}{j\omega C}\其中,\(\omega\)是角频率,\(j\)是虚数单位。
电路的传递函数 H(\(\omega\))可以表示为:\H(\omega) =\frac{V_{out}}{V_{in}}=\frac{1}{1 +j\omega RC}\其幅值\(|H(\omega)|\)和相位\(\varphi(\omega)\)分别为:\|H(\omega)|=\frac{1}{\sqrt{1 +(\omega RC)^2}}\\\varphi(\omega) =\arctan(\omega RC)\从上述公式可以看出,当频率很低时,\(\omega RC \ll 1\),\(|H(\omega)|\approx 1\),\(\varphi(\omega)\approx 0\),电路几乎没有衰减和相移。
当频率很高时,\(\omega RC \gg 1\),\(|H(\omega)|\approx 0\),\(\varphi(\omega)\approx -90^\circ\),信号被大幅衰减且有很大的相移。
三、实验仪器1、信号发生器2、示波器3、电阻、电容若干4、面包板5、导线若干四、实验步骤1、按照电路图在面包板上搭建 RC 串联电路,选择合适的电阻值R 和电容值 C。
2、将信号发生器的输出端连接到 RC 电路的输入端,示波器的通道 1 连接到输入信号,通道 2 连接到输出信号。
电路频域特性的测量——电压传输比实验报告

基础电路实验报告实验名称:电路频域特性的测量——电压传输比一、实验目的(1) 掌握电压传输比频率特性的两种测量表示方法。
(2) 了解低通和高通滤波器的频率特性。
二、 实验原理 由于)()(g )(H 1221212CH CH CH CH CH CH S V V V V V V ϕϕωω-∠====&&&&&& 所以⎪⎩⎪⎨⎧-==1212)(g CH CH gainCH CH V V ϕϕϕω&& 信号源频率可以根据需要选取一定的变化范围,并按一定间隔选取,然后根据测量数据画出幅频特性和相频特性曲线。
在测量频率特性时,应当先粗略观察一下频率特性的变化规律,在特性弯曲较大的区域应适当增加测量频率点,然后设计好记录表格再进行逐点测量。
转移函数是电路的固有特性,对于某一信号频率,转移函数不会随输人激励幅度的变化而变化。
由于信号源内阻的影响,被测电路输入阻抗随频率变化将导致通道1的幅度也会随频率变化,所以,在测量过程中需要监测通道1的测量数据。
一般可以在测量每个频率点时,调整信号源幅度,使每个频率点输入到电路激励的幅度恒定,便于比较和计算。
当测量转移电压比时,可以将输入电压幅度调整为1V 或者0dB,此时测量的输出电压幅度值就是该转移电压比,可以减少后期的数据处理。
三、实验方案(1)测量一阶RC低通电路的频率特性一阶RC低通电路如图所示,图中R=5.1kΩ,C=0.047μF。
电路的输入端输入一个电平为0dBV的正弦信号,频率可选范围为50HZ~20kHZ。
按照实验图连接好电路图后,首先改变信号源的频率(从低到高),用毫伏表或示波器观测输出端电压的变化,粗略地看下电路是否具有低通特性,测量并记录-3dB截止频率。
然后逐点测量该低通电路的频率特性。
其幅频特性用“dB”表示,相频特性用“度”表示,所有原始测量数据均记录在自行设计的表格中。
(2)测量一阶RC高通电路的频率特性一阶RC低通电路如图所示,图中R=5.1kΩ,C=0.047μF。
rc 频率特性实验报告

rc 频率特性实验报告RC 频率特性实验报告引言:RC 电路是一种常见的电路结构,由电阻(R)和电容(C)组成。
在电子领域中,我们经常使用 RC 电路来实现信号的滤波、延迟和放大等功能。
本实验旨在探究 RC 电路的频率特性,即电路在不同频率下的响应情况。
实验目的:1. 理解 RC 电路的基本原理和组成结构;2. 掌握测量 RC 电路的频率特性的方法;3. 分析 RC 电路在不同频率下的响应情况。
实验器材:1. 信号发生器2. 双踪示波器3. 电阻箱4. 电容器实验步骤:1. 搭建 RC 电路,将信号发生器与双踪示波器连接至电路;2. 调节信号发生器的频率,从低频到高频逐渐增加,并记录示波器上电压的变化;3. 将记录的数据整理并绘制成频率-电压响应曲线。
实验结果与分析:经过实验测量和数据处理,我们得到了 RC 电路在不同频率下的响应曲线。
从曲线可以看出,在低频时,电路对信号的传输几乎没有衰减,电压响应较为稳定。
随着频率的增加,电路开始出现衰减,响应幅度逐渐减小。
当频率达到一定值后,电路的响应幅度急剧下降,形成一个陡峭的下降区域。
这是因为在高频下,电容器对电流的导通能力变差,导致电路的响应能力下降。
进一步分析,我们可以发现 RC 电路的频率特性与电容器的特性有关。
在低频下,电容器可以充分充电,电流可以通过电容器流过,因此电路的响应较好。
但在高频下,电容器的充电和放电速度变慢,电流无法快速通过电容器,导致电路响应受限。
此外,电阻的阻值也会影响电路的频率特性。
较大的电阻值会使电路对高频信号的衰减更加明显。
结论:通过本次实验,我们深入了解了 RC 电路的频率特性。
我们发现,RC 电路在不同频率下的响应存在一定的规律性。
低频下电路响应稳定,高频下电路响应衰减明显。
这对于电子工程师来说,非常重要,因为它们可以用于设计和优化各种电子设备和电路。
然而,我们也要注意到实验中可能存在的误差和限制。
例如,电阻箱和电容器的质量和精度可能会对实验结果产生一定的影响。
频率特性测试仪工作原理

频率特性测试仪工作原理1、扫频仪工作原理扫频仪实质上是扫频信号源与示波器X-Y方式的结合。
其组成框图及工作波形如图1所示。
图1 扫频仪组成框图及工作波形扫频信号源,即频率受控振荡器,在扫描信号u1掌握下产生扫频信号u3。
扫描信号源产生的扫描信号u1、扫频起停掌握信号u2分别是扫频信号源的频率掌握信号及停振掌握信号,u1还是示波器的水平扫描信号。
当扫频信号u3为锯齿波电压时,由于正程扫描速度慢,回程扫描速度快,使得扫描正程、扫描回程得到的波形不重合而无法观测,当扫频信号u3为正弦波电压号,u3在扫描回程时停振,使显示出的波形为被测波形和用作水平轴的水平回扫线的组合。
检波探头用于解调出经过被测电路的扫频信号的振幅(包络)变化状况,得到被测电路的幅频特性曲线。
频标形成电路用于产生进行频率标度的频标信号,以便读出各点对应的频率值。
2、产生扫频信号的方法产生扫频信号的方法许多,比较常用的是变容二极管扫频。
图2为变容二极管扫频振荡器原理图,其中VT1组成电容三点式振荡器,变容二极管VD1、VD2与L1、L2及VT1的结电容组成振荡回路,C1为隔直电容,L3为高频扼流圈。
调制信号经L3同时加至变容管VD1、VD2的两端,当调制电压随时间作周期性变化时,VD1、VD2结电容的容量也随之变化,从而使振荡器产生扫频信号。
图 2 变容二极管扫频振荡器原理图变容二极管变容二极管:又称“可变电抗二极管”。
是一种利用PN结电容(势垒电容)与其反向偏置电压Vr的依靠关系及原理制成的二极管。
所用材料多为硅或砷化镓单晶,并采纳外延工艺技术。
反偏电压愈大,则结电容愈小。
主要参量是:零偏结电容、零偏压优值、反向击穿电压、中心反向偏压、标称电容、电容变化范围(以皮法为单位)以及截止频率等,对于不同用途,应选用不同C和Vr特性的变容二极管,如有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管、适用于参放的参放变容二极管以及用于固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管等。
频率特性测试仪的使用

频率特性测试仪的使用一,实验目的1,了解频率特性测试仪的工作原理和结构;2,了解调谐放大器的幅频特性;3,掌握正确设置频率特性测试仪的各项参数;4,掌握频率特性测试仪的实际操作和应用方法;二,实验设备及器材1,频率特性测试仪(以BT3系列为例) 1台2,电缆探头 1套3,隔直电容(510pF),隔离电阻各1只4,电源及附属设备 1套5,被测网络(中频放大器) 1套6,连接线若干三,实验原理(说明)1,频率特性测试仪的工作原理频率特性测试仪(简称扫频仪),主要用于测量网络的幅频特性.它是根据扫频法的测量原理设计而成的.简单地说,就是将扫频信号源和示波器的X-Y显示功能结合在一起,用示波管直接显示被测二端网络的频率特性曲线,是描绘网络传递函数的仪器.这是一种快速,简便,实时,动态,多参数,直观的测量仪器,广泛地应用于电子工程等领域.例如,无线电路,有线网络等系统的测试,调整都离不开频率特性测试仪.频率特性测试仪主要由扫频信号发生器,频标电路以及示波器等组成,其组成框图如图6-4中的虚线框内所示.检波探头(扫频仪附件)是扫频仪外部的一个电路部件,用于直接探测被测网络的输出电压,它与示波器的衰减探头外形相似(体积稍大),但电路结构和作用不同,内藏晶体二级管,起包络检波作用.由此可见,扫频仪有一个输出端口和一个输入端口:输出端口输出等幅扫频信号,作为被测网络的输入测试信号;输入端口接收被测网络经检波后的输出信号.可见,在测试时频率特性测试仪与被测网络构成了闭合回路.扫频信号发生器是组成频率特性测试仪的关键部分,它主要由扫描电路,扫频振荡器,稳幅电路和输出衰减器构成.它具有一般正弦信号发生器的工作特性,输出信号的幅度和频率均可调节.此外它还具有扫频工作特性,其扫频范围(即频偏宽度)也可以调节.测量时要求扫频信号的寄生调幅尽可能小.2,频率特性测试仪的应用(1)检查示波器部分检查项目有辉度,聚焦,垂直位移和水平宽度等.首先接通电源,预热几分钟,调节"辉度,聚焦,Y轴位移",使屏幕上显示度适中,细而清晰,可上下移动的扫描基线. (2)扫频频偏的检查:调整频偏旋钮,使最小频偏为±0.5MHz,最大频偏为±7.5MHz.(3)输出扫频信号频率范围的检查:将输出探头与输入探头对接,每一频段都应在屏幕上显示一矩形方框.频率范围一般分三档:0~75MHz,75~50MHz,150~300MHZ,用波段开关切换.(4)检查内,外频标检查内频标时,将"频标选择"开关置"1MHZ"或"10MHZ"内频标,在扫描基线上可出现1MHZ或10MHZ的菱形频标,调节"频标幅度"旋钮,菱形频标幅度发生变化,使用时频标幅度应适中,调节"频偏"旋钮,可改变各频标间的相对位置.若由外频标插孔送入标准频率信号,在示波器上应显示出该频率的频标.(5)零频标的识别方法频标选择放在"外接"位置,"中心频率"旋钮旋至起始位置,适当旋转时,在扫描基线上会出现一只频标,这就是零频标.零频标比较特别,将"频标幅度"旋钮调至最小仍出现.(6)检查扫频信号寄生调幅系数用输出探头和输入探头分别将"扫频信号输出"和"Y轴输入"相连,将"输出衰减"的粗细衰减旋钮均置0Db,选择内频标(如1MHZ),在屏幕上会出现一个以基线为零电平的矩形图形,调整中心频率度盘,扫频信号和频标信号都会移动,调节显示部分各旋钮,使图形便于观测,记下最大值A,最小值B,则扫频信号寄生调幅系数为M=(A-B)/(A+B)×100%要求在整个波段内,m7.5%.(7)检查扫频信号非线性系数"频标选择"开关置于"1MHZ",调节"频率偏移"为7.5MHZ,记下最低,最高频率与中心频率f0的几何距离A,B,则扫频信号非线性系数为γ=(A-B)/(A+B)×100%要求在整个波段内,r20%.(8)"1MHZ"或"10MHZ"频标的识别方法找到零频标后,将波段开关置于"Ι","频标幅度"旋钮调至适当位置,将频标选择放在"1MHZ"位置,则零频标右边的频标依次为1MHZ,2MHZ… ….将频标选择放在"10MHZ"位置,则零频标右边的频标依次为10MHZ,20MHZ… …,两大频标之间频率间隔10MHZ,大频标与小频标之间频率间隔5MHZ.(9)波段起始频标的识别方法"频标幅度"旋钮调至适当位置,频标选择放在"10MHZ","频率偏移"最小.将波段开关置∏,旋转"中心频率"旋钮,使扫描基线右移,移动到不能再移的位置,则屏幕中对应的第一只频标为70MHZ,从左到右依次为80MHZ, ……,150MHZ.将波段开关置Ш,则屏幕中对应的第一只频标为140MHZ,识别频标方法相同.(10)扫频信号输出的检查:将两个输出衰减均置于0dB.将输出探头与输入检波探头对接(即将两个探头的触针和外皮分别连在一起).这时,在扫频仪的荧光屏上应能看到一个由扫描基线和扫描信号线组成的长方图形.然后调整中心频率刻度盘,随着中心频率的变化,扫描信号线和频标都随着移动.要求在整个频段内的扫描信号线没有明显的起伏和畸变.并检查扫描信号的输出衰减和Y轴增益钮是否起作用.2,频率特性测试仪的使用注意事项(1)测量时,输出电缆和检波探头的接地线诮尽量短,切忌在检波头上加接导线;被测网络要注意屏蔽,否则易引起误差.(2)当被测网络输同端带有直流电位时,Y轴输放应选用AC耦合方式,当被测网络输入端带有直流电位时,应在扫频输出电缆上串接容量较小的隔直电容.(3)正确选择探头和电缆..BT-3测试仪附有四种探头及电缆:①输入探头(检波头):适于被测网络输出信号未经过检波电路时与Y轴输入相连.②输入电缆:适于被测网络输出信号已经过检波电路时与Y轴输入相连.③开路头:适于被测网络输入端为高阻抗时,将扫频信号输出端与被测网络输入相连.④输出探头(匹配头):适于被测网络输入端具有75特性阻抗时,将扫频信号输出端与被测网络输入相连.四,实验预习要求。
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频率特性测试仪实验报告
实验目的:1、了解频率特性测试仪的工作原理
2、学会设计一个双T被测网络,并且能够达到所给要求
3、了解频率特性测试仪设计的整体系统设计,以及各子系统设计的方案思路
4、掌握频率特性测试仪的信号源产生方法,并能够设计DDS信号源电路
5、掌握频率测试仪的检波显示原理并能够设计一个符合要求的峰值检波器。
实验原理:
频率测试仪就是一个扫频仪,它体现的是输出电压随频率变化的关系。
它是根据扫频法的测量原理设计而成的,就是将扫频信号源和示波器的X-Y显示功能结合在一起,用示波管直接显示被测二端网络的频率特性曲线,是描绘网络传递函数的仪器。
频率特性测试仪组成框图
扫频仪有一个输出端口和一个输入端口:输出端口输出等幅扫频信号,作为被测网络的输入测试信号;输入端口接收被测网络经检波后的输出信号。
可见,在测试时频率特性测试仪与被测网络构成了闭合回路。
一个频率测试仪应该有三个部分组成:信号源、被测网络和检波及显示部分。
扫频信号源:
频率由低到高或由高到低变化的正弦波振荡源,称为扫频。
频率的变化可以是连续的,也可以是步进式的。
扫频信号的幅度、扫频的频率变化范围可以方便地控制。
扫频的速度与测量仪的其他部分的工作同步。
扫频信号源在扫频过程中,通过采用ALC(自动电平控制)技术使幅度保持一致(可视为恒等于1),这样,可省去对输入激励信号的幅度测量和求输出输入幅度比值的运算。
信号源的产生方法有多种,按需要可做成点频(连续波CW),频率自动步进(STEP),频率连续变化(扫频SWEEP)等形式。
采用锯齿波电压作为压控扫频振荡器(VCO)的控制量,同时用作显示的X 轴扫描电压以达到扫频和曲线显示的同步。
标量网络分析仪只作幅频测量,而矢量网络分析仪还作相频特性测量。
网络分析仪对信号源的质量要求比扫频仪高,通常采用频率合成器作为扫描源,合成器的频率由数字量控制。
常见的扫频信号产生方法:
压控振荡(VCO ),函数发生器、锁相环(PLL :Phase Lock Loop )频率合成器、直接数字频率合成或直接数字合成(DDFS ,或DDS )和PLL+DDS
本题属低频测试系统,DDS 信号源和8038芯片制作的VCO 信号源(反馈稳频或PLL )都可以采用。
DDS 信号源具有多方面的优势,主要有:频率稳定度高,频率值精度高,频率值和幅度值容易控制,易于实现步进式扫频和实现各种方式的扫频,相位分辨率高,且相位可以精确控制。
本题优选采用DDS 作为测试的激励信号源。
下图为DDS 工作原理图
DDS 是由数字量控制的频率源,它是一个开环控制系统,输出频率可以快速跳
变,扫频方式为频率步进式. 由于DDS 的频率精度和稳定度由系统的时钟频率决定, 要求时钟频率的精度和稳定度足够高。
DDS 采用的是一种纯数字化的方法。
先将所需波形一个周期的离散样点的幅值
数字量存于ROM 中,按一定的地址间隔(相位增量)读出,经D/A ,即成为模拟正弦信号波形,再经低通滤波,滤去 D/A 带来的小台阶和数字电路产生的毛刺,即可获得所需质量的正弦信号。
如果用DDS 产生几个固定频率的正弦波,则可采用窄带带通滤波器。
当相位增量为1,相位累加器的字宽(位数)为32位时,输出地址对应于波形
的相位分辨率为 。
组成一个周期的样点数愈多,表示样点幅值大小的数字字长位数越长所合成的波形质量越好,累加器的字宽容易做得很宽,为了获得更高的相位分辨率,存储函数数字波形的ROM 表应尽量的长。
如果是正弦波,可以利用它的周期性和对称性,只储存四分之一的波形即可。
通过改变地址间隔的步长,或读取数据的重复频率,即可改变输出正弦波的频率。
DDS 的一个重要优点是, 它不但可以合成出正弦波, 三角波, 方波等函数波形,
还可以合成各种调制波形和任意形状的波形, 只要将所需波形预先计算好存于波形存储器中即可. 通过这种方法可以制成任意波形发生器(AWG)。
DDS 系统中, 包含数字运算, D/A(数模转换)等数字电路环节, 因而输出信号的最
高频率上限受到限制, 目前, 专用的DDS 集成电路芯片的最高时钟频率可达到1GHz 以上.可实现的信号源正弦波频率达数百MHz 以上.。
被测网络:
用于测量演示频率特性的网络可以是各种各样的,本题要求制作一个阻容双T
网络,中心频率5kHz ,中心频率由RC 值决定,按照0F =1/2πRC,选择R=31.8k Ω,C=1000pF ,带宽±50Hz 。
一般的阻容双T 网络,是难以达到50Hz 带宽的,考虑采用阻容双T 网络作负反馈网络构成有源带通滤波器,通过改变环路的Q 值,来改变滤波器的带宽。
下图为有源阻容双T 网络构成的带通滤波器
3212
单片机完成网络的输出幅值的采集运算。
检测正弦波的峰值或有效值。
对于低频信号,检测峰值更为方便。
峰值检波电路,为了提高检波精度和扩展检波器的动态范围,采用由运放组成的有源检波器。
cir VT 2
323-+in U1
CA3140D1
D2FR107C
1000pF 6to ad Rw 5KΩ
U2CA3140++-
峰值检波电路
由于峰值检波器中的电容C 不宜取值太大,因而峰值检波易受干扰和存在偶然
误差,解决的方法是由单片机对多次检波测量的结果进行平均来提高检波的准确性。
软件设计:
扫描的主流程图:
实验结果及分析:
双T被测网络用EWB仿真结果:
中心频率为4.977khz,上限频率为5.0389khz,下限频率为4.9236khz B+=61.9hz
B-=53.4hz
题目要求中心频率为5khz,带宽为±50Hz
仿真结果的中心频率的误差为46%
上限频率带宽误差为:23.8%
下限频率带宽误差为:6.8%
调整Rw时中心频率不变,带宽随着Q的增大而减小
峰值检波器EWB仿真结果:
从仿真波形上看,峰值检波器检出的波形平滑。
实验总结:经过两次仪器仪表竞赛的讲解,我们已经有了一些这方面设计的意识,也有了一些论文写作的思路。
这两次都涉及到了DDS信号源电路,以前都没涉及到过这方面的知识,现在已经有了一些初步的认识,还需要自己进一步的学习,把这方面的原理、应用弄熟悉。