專利名稱：數(shù)字式頻率特性測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數(shù)字式頻率特性測試儀。
技術背景要測量一個電路網(wǎng)絡系統(tǒng)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(jīng)逐漸不能 滿足用戶的要求。數(shù)字式頻率特性測試儀已經(jīng)逐漸代替模擬式掃頻儀成為研究和設計的方 向。目前，現(xiàn)有技術的數(shù)字式頻率特性測試儀的電路原理方框圖如圖1所示D觸發(fā)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(shù)器得到相位差值，再由D觸發(fā)器則判斷信號為超前還是滯后， 如果D觸發(fā)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(tài)，則說明信號延時 超過了 0. 5個信號周期，此時，相位差應為計數(shù)器所得到的計數(shù)值加上0. 5個信號周期值， 即180°，若為滯后狀態(tài)，則信號延時就是計數(shù)器所得到的計數(shù)值。這種數(shù)字式頻率特性測 試儀雖然可以準確的得出電路網(wǎng)絡的相頻特性，但是它能夠測試電路網(wǎng)絡的相頻特性的相 位差值的范圍只能限制在0 360°以內(nèi)，即一個頻率周期之內(nèi)，超出這個范圍，現(xiàn)有技術 的數(shù)字式頻率特性測試儀將無法確定所測得的相位差值是我們所記錄的值，還是記錄的值 加上360°或者360°的倍數(shù)以后的值，即現(xiàn)有技術的數(shù)字式頻率特性測試儀無法準確的 測試相移大于360°的電路網(wǎng)絡的相頻特性
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有的技術缺陷，提供一種能測試相移大 于360°的電路網(wǎng)絡的相頻特性的數(shù)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(shù)字式頻率特性測試儀，它包括掃頻信 號、被測網(wǎng)絡，它還包括兩個整形放大電路、模擬開關和單片機，所述掃頻信號輸出端分別 與模擬開關的一端和第一整形放大電路輸入端連接，所述第一整形放大電路輸出端與單片 機連接，所述模擬開關的另一端與被測網(wǎng)絡連接，所述模擬開關的控制端與單片機連接，所 述被測網(wǎng)絡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出端與單片機 連接。采用上述結構后，本實用新型具有以下優(yōu)點掃頻信號經(jīng)過第一整型放大電路轉(zhuǎn)換為占空比為1 1的方波，然后送入單片機 中，由單片機本身的外部中斷0接收，單片機與模擬開關連接并通過控制模擬開關的開斷， 控制掃頻信號何時輸入到被測網(wǎng)絡，掃頻信號進入被測網(wǎng)絡后產(chǎn)生延時，然后通過第二整 形放大電路后，轉(zhuǎn)換成方波，送入到單片機中，由單片機的外部中斷1接收。頻率特性測試 儀工作時，由單片機控制模擬開關使掃頻信號開始輸入到被測網(wǎng)絡中，同時啟動單片機的 定時器T0，當掃頻信號通過被測網(wǎng)絡之后產(chǎn)生延時，然后再次進入到單片機中時，由單片機的外部中斷1接收到信號，此時定時器TO停止，單片機讀取定時器TO中的數(shù)值，經(jīng)過簡單 的計算得到電路網(wǎng)絡延時超出360°的周期數(shù)，然后與原數(shù)字式頻率特性測試儀得出的一 個周期內(nèi)的相位差值相加得到最終的相位差值。這種數(shù)字式頻率測試儀通過定時器精確地 計算出了整個信號通過被測網(wǎng)絡后的總延時時間，通過這個定時器計數(shù)值得到具體的超出 360°范圍的周期數(shù)是非常準確的，加上(Γ360°以內(nèi)的相位測量的準確性，可以測量超過 一個周期的相移大于360°的電路網(wǎng)絡的相頻特性。
附圖1是現(xiàn)有技術數(shù)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(shù)字式頻率特性測試儀的電路方框圖；附圖3是本實用新型數(shù)字式頻率特性測試儀的工作原理流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。如圖1所示，本實用新型提供一種數(shù)字式頻率特性測試儀，它包括掃頻信號、被測 網(wǎng)絡，它還包括兩個整形放大電路、模擬開關和單片機，所述掃頻信號輸出端分別與模擬開 關的一端和第一整形放大電路輸入端連接，掃頻信號由掃頻信號源產(chǎn)生，在此處為峰值為 2V的正弦波，此處，掃頻信號分為兩路，一路進入第一整形放大電路，整形為占空比為1 1 的方波，另一路通過模擬開關進入到被測網(wǎng)絡中，所述第一整形放大電路的輸出端與單片 機連接，掃頻信號整形之后形成的方波進入到單片機中，所述模擬開關的另一端與被測網(wǎng) 絡連接，所述模擬開關的控制端與單片機連接，由單片機控制模擬開關動作，模擬開關控制 著掃頻信號與被測網(wǎng)絡之間的通斷，所述被測網(wǎng)絡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出端與單片機連接，掃頻信號通過被測網(wǎng)絡后經(jīng)過延時之后的信 號通過第二整形放大電路整形成占空比為1 1的方波，并進入到單片機中。上述中的兩 個整形放大電路，為一般的將正弦波整形放大為方波的電路，為現(xiàn)有技術，故不在此贅述， 在本實例中單片機采用的型號為AT89S52。本實用新型的工作原理為頻率特性測試儀工作時，由單片機控制模擬開關使掃 頻信號開始輸入到被測網(wǎng)絡中，同時啟動單片機的定時器Τ0，，當掃頻信號通過被測網(wǎng)絡之 后產(chǎn)生延時，然后整形放大之后再次進入到單片機中時，由外部中斷1接收到信號，此時定 時器TO停止，單片機讀取定時器TO中的數(shù)值，經(jīng)過簡單的計算得到電路網(wǎng)絡相位差值的周 期數(shù)，然后與原數(shù)字式頻率特性測試儀得出的一個周期內(nèi)的相位差值簡單計算得到最終的 相位差值。其具體步驟如下步驟(1)由整形后的掃頻方波信號的下降沿觸發(fā)單片機的外部中斷0，并初始化 定時器TO ；步驟(2)打開模擬開關，同時啟動定時器TO ；步驟(3)退出外部中斷0，等待被測網(wǎng)絡輸出信號；步驟(4)接收到被測網(wǎng)絡輸出信號，并由整形后的方波信號的下降沿觸發(fā)外部 中斷1 ；[0018]步驟(5)停止定時器T0，同時讀取定時器TO中的數(shù)值；步驟(6)退出外部中斷1，通過定時器TO中的數(shù)值計算得到相位差值的周期數(shù)， 并與一個周期內(nèi)的相位差值計算得到最終的相位差值。所述 計算相位差值的計算公式為B = NX360+C，其中B為相位差值，C為一個周期 內(nèi)的相位差值，N為相位差值的周期數(shù)；N = A/T-1，其中A為定時器TO中讀取的值，T為一 個信號周期值。可以看出，這種數(shù)字式頻率測試儀通過定時器精確地計算出了整個信號通過被測 網(wǎng)絡后的總延時時間，并且通過這個定時器計數(shù)值得到具體的超出360°范圍的周期數(shù)是 非常準確的，加上0 360°以內(nèi)的相位測量的準確性，故其可以準確測量超過一個周期的 相移大于360°的電路網(wǎng)絡的相頻特性。
權利要求一種數(shù)字式頻率特性測試儀，它包括掃頻信號、被測網(wǎng)絡，其特征在于它還包括兩個整形放大電路、模擬開關和單片機，所述掃頻信號輸出端分別與模擬開關的一端和第一整形放大電路輸入端連接，所述第一整形放大電路輸出端與單片機連接，所述模擬開關的另一端與被測網(wǎng)絡連接，所述模擬開關的控制端與單片機連接，所述被測網(wǎng)絡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出端與單片機連接。
專利摘要本實用新型涉及一種數(shù)字式頻率特性測試儀，它包括掃頻信號、被測網(wǎng)絡，它還包括兩個整形放大電路、模擬開關和單片機，掃頻信號輸出端分別與模擬開關的一端和第一整形放大電路輸入端連接，第一整形放大電路輸出端與單片機連接，模擬開關的另一端與被測網(wǎng)絡連接，模擬開關的控制端與單片機連接，被測網(wǎng)絡與第二整形放大電路的輸入端連接，第二整形放大電路的輸出端與單片機連接。這種數(shù)字式頻率特性測試儀能測試相移大于360°的電路網(wǎng)絡的相頻特性。
文檔編號G01R31/28GK201611380SQ201020120238
公開日2010年10月20日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權日2010年2月24日
發(fā)明者呂彬, 曹瑩, 王卓遠, 陳成擇, 陳曉明, 陶吉利 申請人:浙江大學寧波理工學院