[實用新型]數字式頻率特性測試儀

無效

• 申請號: 201020120255.9
• 申請日: 2010-02-24
• 公開（公告）號: CN201607486U
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 陳成擇;呂彬;陳曉明;陶吉利;王卓遠;曹瑩
• 申請（專利權）人: 陳曉明
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R25/08
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所 33228
• 代理人: 代忠炯

技術領域：

本實用新型涉及一種數字式頻率特性測試儀。

背景技術：

要測量一個電路網絡系統的幅頻和相頻特性，一般要采用頻率特性測試儀，即掃頻儀，模擬式掃頻儀價格昂貴，體積龐大，操作復雜，給使用者帶來諸多不便，已經逐漸不能滿足用戶的要求。數字式頻率特性測試儀已經逐漸代替模擬式掃頻儀成為研究和設計的方向。目前，現有技術的數字式頻率特性測試儀的電路原理方框圖如圖1所示：它包括掃頻信號輸出，掃頻信號輸入，掃頻信號輸入即未經過被測電路網絡的掃頻信號，掃頻信號輸出即經過被測電路網絡之后的掃頻信號，兩個整形放大電路，D觸發器，單片機，鑒相器，與門，計數器和時鐘信號輸入，所述掃頻信號輸出與第一整形放大電路輸入端連接，所述第一整形放大電路的輸出端接D觸發器的輸入端，所述掃頻信號輸入與第二整形放大電路的輸入端連接，所述第二整形放大電路的輸入端與D觸發器的CP端及鑒相器的輸入端連接，所述鑒相器的輸出端和時鐘信號輸入與與門的輸入端連接，所述與門的輸出端與計數器連接，所述D觸發器的輸出端和計數器均與單片機連接。這種數字式頻率特性測試儀的工作原理為：D觸發器的輸入端由掃頻信號輸出作為輸入，CP端由掃頻信號輸入作為輸入，并且掃頻信號的輸入和輸出接鑒相器的兩個輸入端，鑒相器輸出得到信號的相位差信息，即為最大脈寬為0.5信號周期的方波信號，并通過計數器得到相位差值，再由D觸發器則判斷信號為超前還是滯后，如果D觸發器Q端輸出若為0，則為超前，若為1，則為滯后；若為超前狀態，則說明信號延時超過了0.5個信號周期，此時，相位差值應為計數器所得到的計數值加上0.5個信號周期值，即180°，若為滯后狀態，則相位差值就是計數器所得到的計數值。

這種數字式頻率特性測試儀測試信號頻率相同的電路網絡系統的相頻特性是準確的，要測量信號頻率不同的電路網絡時，往往所加的掃頻信號頻率也不同，但是這種結構的數字式頻率特性測試儀外加時鐘信號的固定不變性使得低頻率電路網絡的檢測精度遠遠高于高頻率電路網絡的檢測精度，導致整體相位差值測量的不穩定性，測得相位差值的精度會隨著掃頻信號頻率的變化而變化，不能實現不同信號頻率的電路網絡的等精度測量。并且，由于時鐘頻率需要與鑒相器輸出相與，因此往往需要提供的時鐘頻率會比掃頻信號的最高頻率高的多，在這種情況下，低頻率電路網絡下的信號，計數器記錄值要高出很多，導致對計數器的要求也高很多，導致成本較高。

實用新型內容：

本實用新型要解決的技術問題是，克服現有的技術缺陷，提供一種能夠實現不同信號頻率的電路網絡信號頻率下的等精度測量，并且成本較低的數字式頻率特性測試儀。

本實用新型的技術解決方案是，提供一種數字式頻率特性測試儀，它包括掃頻信號輸出，掃頻信號輸入，兩個整形放大電路，D觸發器，單片機，鑒相器，與門和計數器，所述掃頻信號輸出與第一整形放大電路輸入端連接，所述第一整形放大電路的輸出端接D觸發器的輸入端，所述掃頻信號輸入與第二整形放大電路的輸入端連接，所述第二整形放大電路的輸入端與D觸發器的CP端及鑒相器的輸入端連接，所述鑒相器的輸出端與與門的輸入端連接，所述與門的輸出端與計數器連接，所述D觸發器的輸出端和計數器均與單片機連接，它還包括數字頻率合成器，所述數字頻率合成器的輸入端與單片機連接，輸出端與與門的輸入端連接。

采用上述結構后，本實用新型具有以下優點：

用數字頻率合成器(即DDS)替換了時鐘信號輸入作為計數信號，并且可由單片機控制DDS的輸出頻率，首先，單片機接收到信號輸入并判斷掃頻信號頻率，然后單片機根據掃頻信號頻率的大小控制DDS的輸出頻率的大小，最終達到在掃頻過程中DDS輸出的頻率能夠跟著掃頻信號頻率做掃頻動作，使得每個掃頻頻率下的信號都有一個對應頻率的計數脈沖與之相與，這樣通過控制這種對應關系，使得計數器的計數值直接反應相位差的關系，在本設計中，對應關系為：DDS輸出的頻率為掃頻信號頻率的360倍。這樣，相位差值就能夠直接反應在計數值上，一個計數值單位就是一個度數的相位差值。由于掃頻信號頻率是根據被測電路網絡的頻率來調整的，而采用這種結構數字式頻率特性測試儀，不管掃頻信號的頻率如何變化，其相位差值的精度都是相同的，即實現了不同信號頻率的電路網絡信號頻率下的等精度測量，而且使得所需的計數器只需要能夠計數超過180，這種計數器市場上非常普遍，成本較低，從而使數字式頻率特性測試儀的成本降低。

附圖說明：

附圖1是現有技術數字式頻率特性測試儀的電路方框圖；

附圖2是本實用新型數字式頻率特性測試儀的電路方框圖；