[實用新型]數字式超低頻寬帶頻率特性分析儀的激勵源及檢測轉換通道

無效

• 申請號: 201120053340.2
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN202083742U
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 趙孔新
• 申請（專利權）人: 趙孔新
• 主分類號: G01R23/177
• 分類號: G01R23/177
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型所述的數字式超低頻寬帶頻率特性分析儀的激勵源及檢測轉換通道，涉及電子測量儀器領域，具體涉及頻率特性測試儀。

背景技術

本實用新型公開的一種新型數字式超低頻寬帶頻率特性分析儀的激勵源及檢測轉換通道涉及頻率特性分析儀，頻率特性測試儀廣泛應用在科研、生產和教學領域，用于測試電子線路、自動控制系統、傳感器和電子元器件性能測試等領域，用來測試各種網絡的頻率特性。本實用新型涉及的一種技術方案，其特點之一是選用或設計合適的DDS(直接數字頻率合成)激勵信號生成芯片，確保芯片內部時鐘在1MHz～400MHz范圍運行、確保其32位頻率控制字，以產生超低頻寬帶激勵信號；二是采用同步采樣技術，確保同步采樣被測網絡的激勵信號和響應信號，將兩路模擬精確轉換成數字信號，以便使儀器內MCU(微控制器)運用FFT或相關算法計算出兩路信號的幅值比和相位差，并可對電路中兩路信號不對稱產生的系統誤差用程序修正，從而使儀器掃頻范圍可達0.001Hz～10MHz以上。目前國內生成的頻率特性分析儀多在中、高頻段，低頻或超低頻產品尤其是數字式頻率特性分析儀完全由國外產品壟斷，且價格十分昂貴。本實用新型所述的激勵源和完成檢測與轉換的信號同步采樣模塊，可用于超低頻寬頻帶的高精度網絡頻率響應測量儀器中，克服了當前市售同類儀器采用傳統模擬檢測技術檢測幅值比和相位差方法的弊端。

實用新型內容

本實用新型公開了一種新型的數字式超低頻寬帶頻率特性分析儀的激勵源及檢測轉換通道的技術方案和具體實施方法。結合圖1、圖2，本實用新型所述的數字式超低頻寬帶頻率特性分析儀的激勵源及檢測轉換通道包括激勵信號產生模塊(103)、波形輸出調理模塊(104)、信號同步采樣模塊(111)。這些模塊由MCU主控模塊(100)、波形控制模塊(101)、數據采集控制模塊(113)、時鐘(114)以及總線BUS0(115)、總線BUS1(102)、總線BUS2(105)和總線BUS3(112)組成，一個完整的頻率特性分析儀整機電路系統。

所述的整機中的MCU主控模塊(100)，一般包括微處理器最小系統、程序存儲單元、顯示單元、打印單元和鍵盤輸入單元，還可以包括通信控制單元及接口；所述的MCU主控模塊(100)通過總線BUS0(115)分別與波形控制模塊(101)和數據采集控制模塊(113)相連接；一方面向波形控制模塊(101)發送控制參數、啟停控制命令等；另一方面讀取由數據采集控制模塊(113)采集的波形數據；其中控制命令包括波形生成單元的工作模式和啟停命令等；控制參數包括波形類型選擇、波形幅值、起始相位、起始頻率和終止頻率等。

所述的總線BUS0(115)可以選擇并行或串行總線。

所述的波形控制模塊(101)和數據采集控制模塊(113)可以由大規模或中規模數字集成電路實現，也可由FPGA(現場可編程門陣列)實現。圖2是采用FPGA實現波形控制模塊(101)和數據采集控制模塊(113)的一種技術方案。圖2中時鐘(114)接入FPGA的時鐘輸入引腳，再由FPGA中的鎖相環PLL(201)倍頻，供波形控制模塊(101)、數據采集控制模塊(113)提供時鐘信號；并為信號同步采樣模塊(111)中的同步采樣單元(202)提供同步時鐘，控制ADC_1和ADC-2同步采樣。

所述的波形控制模塊(101)的輸出通過總線BUS1(102)與激勵信號產生模塊(103)的輸入相連接；激勵信號產生模塊(103)的輸出與波形輸出調理模塊(104)的輸入相連接，輸出調理模塊(104)的輸出接被測網絡(107)的輸入，為被測網絡(107)提供激勵信號X1(106)。

所述的波形輸出調理模塊(104)的輸出信號X1(106)與被測網絡(107)的輸入相連接；被測網絡(107)的輸出連同波形輸出調理模塊(104)的輸出一起與信號同步采樣模塊(111)的輸入相連接，為信號同步采樣模塊(111)提供兩路輸入信號X1(106)和X2(108)。

所述的激勵信號產生模塊(103)按從輸入到輸出的連接次序包括：波形生成單元、DAC(數模轉換器)單元和低通濾波器單元。

所述的波形輸出調理模塊(104)按著從輸入到輸出的連接次序包括：I/U轉換單元、幅度控制單元、放大單元、衰減控制1單元；波形控制模塊(101)通過BUS2(105)發送衰減控制命令和幅度控制數據，來控制波形輸出調理模塊(104)中的幅度控制單元和衰減控制1單元，從而控制輸出波形幅度。