陳聰聰 席澤敏 張文成 閆曉萍

(1.海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院 武漢 430033)(2.海軍青島雷達(dá)聲吶廠 青島 266100)

基于STM32的低頻數(shù)字頻率特性測(cè)試儀的設(shè)計(jì)*

陳聰聰1,2席澤敏1張文成2閆曉萍2

(1.海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院 武漢 430033)(2.海軍青島雷達(dá)聲吶廠 青島 266100)

介紹一種基于STM32的低頻數(shù)字頻率特性測(cè)試儀的設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法,并給出了校準(zhǔn)方法與測(cè)試方法。該數(shù)字頻率特性測(cè)試儀以STM32為微處理器,采用AD9854產(chǎn)生DDS信號(hào)源信號(hào),并配置其內(nèi)部的12位數(shù)字乘法器實(shí)現(xiàn)更為精確的0.1dB步進(jìn)的衰減網(wǎng)絡(luò),使用電流反饋型運(yùn)算放大器AD8009作為信號(hào)調(diào)理及放大電路,利用AD8302實(shí)現(xiàn)幅度相位檢測(cè)。實(shí)際測(cè)試表明,該測(cè)試儀具有成本低、誤差小、維護(hù)方便等特點(diǎn),可滿足工程和教學(xué)中的頻率特性測(cè)試需要,具有廣泛的應(yīng)用前景。

STM32；數(shù)字頻率特性測(cè)試儀； AD8302；幅頻特性

(1. Department of Electronics Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033)(2. Naval Factory of Radar and Sonar, Qingdao 266100)

Class Number TH741

1 引言

頻率特性測(cè)試儀也稱為掃頻儀,是一種專門用于測(cè)量電子設(shè)備或產(chǎn)品中特定電路頻率特性的儀器。不但可以實(shí)現(xiàn)濾波器以及寬帶放大器等無源或有源網(wǎng)絡(luò)的指標(biāo)——諧振頻率、帶寬、衰減以及增益等的測(cè)量,還可以用來測(cè)量雷達(dá)接收機(jī)的中頻放大器和高頻放大器以及電視機(jī)的伴音通道、視頻通道和公共通道[1]。針對(duì)國內(nèi)外市場(chǎng)上的掃頻儀以高頻為主,而且價(jià)格比較昂貴、操作復(fù)雜等問題,設(shè)計(jì)了一款基于STM32的低頻數(shù)字頻率特性測(cè)試儀,采用AD9854產(chǎn)生DDS信號(hào)源信號(hào),并配置其內(nèi)部的12位數(shù)字乘法器實(shí)現(xiàn)更為精確的0.1dB步進(jìn)的衰減網(wǎng)絡(luò),使用電流反饋型運(yùn)算放大器AD8009作為信號(hào)調(diào)理及放大電路,利用AD8302實(shí)現(xiàn)幅度相位檢測(cè),在提高了資源利用率的基礎(chǔ)上又大大簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)[2]。

2 系統(tǒng)總體方案

2.1 掃頻儀的主要技術(shù)指標(biāo)

頻率范圍:20Hz～20MHz;頻率精度:≤±5×10-6;最大頻率分辨率:1 Hz;掃頻輸出:0dB時(shí)有效值為2.121Vrms;掃頻平坦度:±0.5dB(校準(zhǔn)后);輸出阻抗:50Ω;輸入阻抗:50Ω/1M可選;輸出衰減:0dB ～-92dB,0.1dB步進(jìn);輸入增益:+10dB～-30dB,10dB步進(jìn);相位范圍:±180°;相位分辨率:1°;掃描時(shí)間:自動(dòng),手動(dòng)(100ms～10s)。

2.2 系統(tǒng)總體框圖

數(shù)字掃頻儀系統(tǒng)主要由主控制系統(tǒng)、電源部分、正弦掃頻信號(hào)源部分、幅度與相位檢測(cè)部分以及人機(jī)交互的鍵盤輸入部分和LCD液晶顯示部分等五部分構(gòu)成。本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 低頻掃頻儀的總體框圖

其中,信號(hào)源是產(chǎn)生頻率和幅度可以調(diào)節(jié)的正弦信號(hào),輸出信號(hào)源信號(hào)通過控制器控制的程控衰減網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行衰減,并輸入到外部被測(cè)網(wǎng)絡(luò),信號(hào)源提供的信號(hào)經(jīng)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)后幅度和相位會(huì)發(fā)生變化,主要是要測(cè)試被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性和相頻特性,對(duì)輸入和輸出信號(hào)進(jìn)行對(duì)比。最后得到的幅頻特性和相頻特性信息再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到主控制器處理,處理后的數(shù)據(jù)以“dB”和“°”為單位的頻率特性數(shù)據(jù),并以頻率特性曲線形式顯示在液晶屏上。

3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

3.1 正弦掃頻信號(hào)源DDS設(shè)計(jì)

用于檢測(cè)外部系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)使用的正弦掃頻信號(hào)源是整個(gè)掃頻儀的關(guān)鍵部分。針對(duì)中低頻測(cè)量應(yīng)用場(chǎng)合,本系統(tǒng)采用的是頻率合成技術(shù)(DDS)產(chǎn)生掃頻信號(hào),此技術(shù)具備易于實(shí)現(xiàn)程序控制、降低設(shè)計(jì)難度和提高系統(tǒng)可靠性的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),通過選取合適的DDS芯片,可以方便地產(chǎn)生步進(jìn)頻率小且相位連續(xù)的正弦信號(hào)[3]。

DDS芯片AD9854的輸出頻率由48位頻率控制字1及相位累加器產(chǎn)生,其頻率控制寄存器中的值與輸出頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系為

式中,N為相位累加器的位數(shù)(AD9854中的相位累加器的位數(shù)為48位)。Desired Output Frequency為用戶想要得到的DDS輸出信號(hào)的頻率,其單位為Hz[4]。FTW為頻率控制字中的值,為10進(jìn)制的數(shù)值。SYSCLK為DDS芯片工作的頻率,單位為Hz。本頻率特性測(cè)試儀中,AD9854的工作頻率為200MHz。因此,AD9854工作在SingleTone模式時(shí),其輸出信號(hào)頻率的計(jì)算公式為

式中,FTW1為頻率控制字1中的十進(jìn)制數(shù)值。

3.2 信號(hào)放大與調(diào)理電路

前端DDS信號(hào)源電路輸出信號(hào)的正弦信號(hào)具有如下特點(diǎn)：是一對(duì)差分的、電流恒定為10mA不變的,而且信號(hào)的極性為正[5]。這里需要進(jìn)行阻抗匹配,將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。就在信號(hào)源的輸出端,分別接上50Ω的電阻。由于此時(shí)的輸出信號(hào)中含有直流信號(hào),并需要對(duì)交流信號(hào)放大,信號(hào)接入由AD8009構(gòu)成的減法電路,消去直流信號(hào),并放大有用信號(hào),電路如圖2所示。此外,電流反饋型運(yùn)算放大器的輸出端會(huì)存在較大的失調(diào)電壓,設(shè)計(jì)中將信號(hào)此信號(hào)經(jīng)過調(diào)理電路,并放大幅度為1V左右的交流信號(hào)。

圖2 信號(hào)調(diào)理電路

由于電流型運(yùn)算放大器的閉環(huán)增益只由它內(nèi)部的主導(dǎo)極點(diǎn)電容CP和外部反饋電阻R2所決定,則電流反饋型運(yùn)算放大器的閉環(huán)帶寬與其閉環(huán)增益無關(guān)。因此如圖2所示,通過調(diào)節(jié)CW1的值來調(diào)整輸出信號(hào)的幅度,不影響AD8009的閉環(huán)增益帶寬。調(diào)節(jié)CW2,可使VOUT2為一無直流分量的正弦信號(hào)[6]。

圖3 4dB步進(jìn)衰減電路的組成

3.3 信號(hào)衰減與增益模塊設(shè)計(jì)

衰減電路常用于電子儀器設(shè)備中,本設(shè)計(jì)中的衰減電路包括輸出衰減電路和輸入衰減電路[7]。由于被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的增益不知道,為了防止增益過大,輸入信號(hào)不能太多,所以需要對(duì)信號(hào)源輸出的正弦信號(hào)進(jìn)行衰減,主要是通過輸入衰減電路對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行衰減。

1) 4dB輸出衰減電路

在本設(shè)計(jì)中4dB步進(jìn)衰減電路采用的是阻抗匹配衰減電路,如圖3所示,主要是由繼電器構(gòu)成的開關(guān)電路,以及衰減量為-4dB、-8dB、-16dB和-32dB的Π型電阻網(wǎng)絡(luò)組成。

掃頻儀的測(cè)量精度與電阻網(wǎng)絡(luò)的衰減精度有很大關(guān)系,而電阻本身存在小的誤差,因此需對(duì)衰減網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行蒙特卡洛仿真以及最壞情況仿真,看其精度是否能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求[8]。

圖4 4dB衰減網(wǎng)絡(luò)蒙特卡洛仿真圖

在本設(shè)計(jì)中對(duì)每一級(jí)衰減器進(jìn)行上述仿真以及誤差分析,通過計(jì)算可得每一級(jí)衰減器的誤差范圍。仿真結(jié)果顯示,單級(jí)衰減網(wǎng)絡(luò)的衰減范圍均在±0.2dB以下,而當(dāng)信號(hào)經(jīng)過所有衰減網(wǎng)絡(luò),即衰減值在-92dB時(shí),其誤差范圍為-0.40dB～ +0.49dB之間,完全能夠滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。

2) 0.1dB輸出衰減電路

在設(shè)計(jì)指標(biāo)中要求輸出信號(hào)按照0.1dB進(jìn)行步進(jìn)可調(diào),所以1dB～4dB衰減電路采用阻抗匹配衰減電路。這就對(duì)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)的要求很高,特別是電阻的阻值和精度,因此1dB～4dB衰減電路此時(shí)不適合采用阻抗匹配衰減電路。本掃頻儀是充分利用了DDS芯片AD9854的內(nèi)部資源,使用AD9854的輸出波形鍵控(OSK)功能,采用其內(nèi)部的12位數(shù)字乘法器對(duì)輸出信號(hào)的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)[9]。從而實(shí)現(xiàn)0.1dB步進(jìn)可調(diào)。本設(shè)計(jì)中對(duì)AD9854內(nèi)部控制寄存器0x20中的OSKEN(bit5)進(jìn)行設(shè)置來選擇12位數(shù)字乘法器。12位數(shù)字乘法器的設(shè)置與ADC轉(zhuǎn)換相似,正好對(duì)應(yīng)著4095。進(jìn)行不同的二進(jìn)制編碼規(guī)則,就可以得到需要的0.1dB步進(jìn)可調(diào)的幅度值。

3) +10dB輸入衰減和放大電路

輸入衰減電路同樣采用繼電器和Π型電阻網(wǎng)絡(luò)。使用電阻阻值與衰減量的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 實(shí)際電路中電阻網(wǎng)絡(luò)阻值與衰減量的對(duì)應(yīng)關(guān)系

+10dB放大電路由AD8009組成的同相放大電路和相應(yīng)大繼電器組成。

圖5 +10dB增益放大電路

由精度為1%的電阻和電流反饋型運(yùn)算放大器放AD8009組成的+10dB增益電路,不僅具有很高的精度,而且具有很好的頻率特性。對(duì)該放大網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行誤差分析可得,其誤差范圍為+0.03dB～+0.28dB[10]。該+10dB放大網(wǎng)絡(luò)在20Hz～20MHz范圍內(nèi),信號(hào)的幅度幾乎沒有變化。而由圖5可以看出,+10dB放大電路具有很好的相頻特性,誤差可以控制在1°以內(nèi)。

設(shè)計(jì)中通過采用交流毫伏表對(duì)輸入衰減和增益放大電路進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 輸入衰減和增益電路測(cè)試結(jié)果

3.4 幅頻與相頻檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)

幅度相位測(cè)量部分是本掃頻儀的核心部分,包括輸入衰減增益電路、幅度相位檢測(cè)電路、信號(hào)調(diào)理電路以及AD采樣電路,其系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖如圖6所示。

圖6 幅度和相位檢測(cè)電路

輸入衰減增益電路的作用主要是對(duì)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)輸出信號(hào)進(jìn)行衰減或放大,從而增大了測(cè)試儀的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍。其衰減增益范圍為-30dB～+10dB,步進(jìn)為10dB。由于當(dāng)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)增益很大時(shí),輸入到測(cè)試儀的信號(hào)幅度過大會(huì)造成測(cè)試儀的損壞,這時(shí)便需要減小被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)幅度。而信號(hào)過小則信躁比減小,從而影響測(cè)試結(jié)果。因此,加入輸入衰減功能可有效增大測(cè)試儀的測(cè)試范圍。

幅度相位檢測(cè)電路是整個(gè)幅度相位檢測(cè)部分的核心,乃至是整個(gè)掃頻儀的核心。設(shè)計(jì)中采用ADI公司的AD8302來實(shí)現(xiàn),該芯片具有幅度和相位同時(shí)檢測(cè)的功能。芯片AD8302內(nèi)部包含有兩個(gè)精密匹配的寬帶對(duì)數(shù)放大器、一個(gè)寬帶相位監(jiān)測(cè)器以及1.8V的精密基準(zhǔn)源。AD8302輸入范圍相對(duì)50Ω阻抗匹配的系統(tǒng)為-60dBm～0dBm,可以將兩個(gè)輸入信號(hào)的幅值比轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的直流電壓,輸出電壓范圍為0V～1.8V,增益的動(dòng)態(tài)范圍為-30dB～+30dB,需要注意的是,在兩個(gè)極點(diǎn)附近直流電壓值與輸入信號(hào)的幅度關(guān)系需要進(jìn)行擬合和修正。同時(shí)也可以將兩個(gè)輸入信號(hào)的相位差也轉(zhuǎn)換直流電壓輸出,其輸出范圍同樣是0V～1.8V,測(cè)量相位差的范圍為0°～180°,在極點(diǎn)位置也是需要擬合和修正。

為使ADC采集到通帶穩(wěn)定的信號(hào),保證增益相位的測(cè)量精度,由于AD8302相位檢測(cè)的輸出信號(hào)中混有高頻噪聲,故需采用低通濾波電路對(duì)AD8302相位檢測(cè)輸出信號(hào)進(jìn)行濾波。

AD采樣電路使用的是STM32中集成的10位ADC,該ADC的最大轉(zhuǎn)換速率為500KSPS,參考電壓為3.3V,輸入電壓范圍為0V～3.3V,完全滿足系統(tǒng)的要求。并且由于使用處理器內(nèi)部集成的ADC,提高了CPU的利用率,大大節(jié)省了資源。

本系統(tǒng)中使用了2片AD8302來實(shí)現(xiàn)頻率特性檢測(cè)功能,因?yàn)閱纹珹D8302只可以得到2路信號(hào)的相位差的絕對(duì)值,而無法得知相位差的符號(hào)。兩路電路連接基本一致,只是從INPB1輸入AD9854經(jīng)過2級(jí)放大和調(diào)整之后的Q路信號(hào)。

I路和Q路信號(hào)相互正交,2路信號(hào)相位差為90°,如果I路為余弦函數(shù),那么Q路為正弦函數(shù)。通過第1片AD8302可以知道2路信號(hào)的相位差的絕對(duì)值；再通過第2片AD8302得到相位差的符號(hào)。如圖所示,當(dāng)外部信號(hào)與Q路信號(hào)相位差為0°時(shí),第1片AD8302的VPHS輸出電壓值為1.8V,而第2片AD8302的VPHS輸出電壓值為900mV(對(duì)應(yīng)的相位差為-90°)；當(dāng)外部信號(hào)與I路信號(hào)相位差為90°時(shí),第1片AD8302的VPHS輸出電壓值為900mV,而第2片AD8302的VPHS輸出電壓值為0V。依照以上規(guī)律,繪制出兩片AD8302的VPHS輸出電壓值之間的變化規(guī)律,這樣就實(shí)現(xiàn)了使用第2片AD8302實(shí)現(xiàn)輔助判斷相位差的符號(hào)的問題。當(dāng)?shù)?片AD8302的VPHS輸出電壓大于900mV,則相位差的符號(hào)為負(fù)號(hào)；而當(dāng)?shù)?片AD8302的VPHS輸出電壓小于900mV,則相位差的符號(hào)為正號(hào)。從圖7中可以清晰得出這個(gè)結(jié)論。

圖7 2片AD8302輸出電壓與信號(hào)相位差關(guān)系

3.5 STM32 控制設(shè)計(jì)

STM32F217是一款具有Cortex-M3內(nèi)核的32位低功耗微處理器。時(shí)鐘工作頻率是120MHz,可以支持片外Flash、SRAM、PSRAM、NOR及NANDFlash等存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展。自帶4個(gè)UART通信接口、3個(gè)最高速度可達(dá)30Mbit/s的SPI接口、2個(gè)CAN接口,以及支持USB2.0的OTG接口,同時(shí),STM32F217內(nèi)部集成3個(gè)12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC,功耗低,便于應(yīng)用于高速高性能的場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)中以STM32為主要控制器,控制的功能包括按鍵功能控制、模數(shù)轉(zhuǎn)換控制、液晶顯示器控制以及數(shù)據(jù)處理和修正控制等部分。

3.6 LCD液晶顯示及按鍵設(shè)計(jì)

LCD采用群創(chuàng)7寸液晶屏AT070TN90,該產(chǎn)品非常適合需要高分辨率的應(yīng)用場(chǎng)合,在本設(shè)計(jì)中負(fù)責(zé)顯示頻率特性曲線、工作菜單及系統(tǒng)掃頻參數(shù)。系統(tǒng)使用鍵盤芯片CH450組成鍵盤單元。CH450使用標(biāo)準(zhǔn)IIC接口,只需要3根線就可以實(shí)現(xiàn)和CPU的通信。當(dāng)有效的按鍵動(dòng)作產(chǎn)生之后,CH450會(huì)判斷出哪個(gè)鍵按下,然后將該鍵值存儲(chǔ)到內(nèi)部寄存器中,同時(shí)INT引腳輸出低電平,以此通知CPU有按鍵動(dòng)作,隨后CPU啟動(dòng)IIC總線,將按鍵的數(shù)值讀出來。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 STM32主控制流程

微處理器上電后首先初始化,然后等待用戶輸入按鍵。當(dāng)有按鍵被按下時(shí),控制器會(huì)對(duì)按鍵操作做出反應(yīng)。設(shè)計(jì)中采用的主要思路是: 1) 對(duì)于狀態(tài)轉(zhuǎn)移采用有限狀態(tài)機(jī)的方式進(jìn)行響應(yīng)。 2) 采用全局變量來設(shè)置按鍵操作。系統(tǒng)狀態(tài)如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

4.2 DDS信號(hào)源控制流程

系統(tǒng)使用并行方式來控制AD9854工作,將相關(guān)的配置寫入到AD9854的內(nèi)部寄存器中。主要是AD9854點(diǎn)頻和線性掃頻操作。AD9854電頻操作步驟是: 1)AD9854復(fù)位。 2) 設(shè)定AD9854的工作模式為Singletone,I/OUDCLK為外部輸入。 3) 設(shè)定系統(tǒng)時(shí)鐘。 4) 寫入頻率數(shù)據(jù)到FTW1。 5) 利用I/OUDCLK讓寫入數(shù)據(jù)生效。AD9854線性掃頻操作步驟: 1) 設(shè)置AD9854工作模式為Chrip,設(shè)置CLRACC1,設(shè)置I/OUDCLK為外部輸入。 2) 設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘。 3) 設(shè)定掃頻信號(hào)的起始頻率點(diǎn)F1。 4) 設(shè)定掃頻信號(hào)的步進(jìn)頻率DFW。 5) 設(shè)定掃頻信號(hào)在每個(gè)中間頻率點(diǎn)停留的時(shí)間長(zhǎng)度RAMPRATE。 6) 利用I/OUDCLK讓寫入數(shù)據(jù)生效。

圖9 DDS信號(hào)源控制流程

5 系統(tǒng)校準(zhǔn)與測(cè)試

完整的頻率特性測(cè)試儀包括主板、LCD顯示屏以及鍵盤。系統(tǒng)的整體實(shí)物俯視如圖10所示。

圖10 系統(tǒng)實(shí)物圖

5.1 系統(tǒng)校準(zhǔn)

由于系統(tǒng)的輸入輸出部分本身的頻率特性會(huì)影響測(cè)得的測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的頻率特性,因此在接入測(cè)試網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試之前,需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。在本測(cè)試儀中采用了歸一化技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的輸入與輸出部分進(jìn)行校準(zhǔn)。先不接入被測(cè)網(wǎng)絡(luò),而是將系統(tǒng)的輸出端與輸入端相接,這樣便可測(cè)出系統(tǒng)本身的傳輸特性(傳輸頻響以及反射頻響等特性),通過計(jì)算得到相應(yīng)的校準(zhǔn)系數(shù)。輸入到被測(cè)網(wǎng)絡(luò),測(cè)得一組頻率特性的數(shù)據(jù),經(jīng)過運(yùn)算之后,減去校準(zhǔn)時(shí)測(cè)得的標(biāo)量校準(zhǔn)系數(shù),然后重新進(jìn)行適當(dāng)?shù)囟?biāo),這時(shí)所得的結(jié)果就是被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的真正的頻率特性。

5.2 系統(tǒng)測(cè)試

測(cè)試網(wǎng)絡(luò)采用一階無源RC低通濾波網(wǎng)絡(luò),其電路圖如圖所示。測(cè)試過程中,取R=2KΩ,C=33pF,則計(jì)算可得fc=2.413MHz。

圖11 RC低通濾波網(wǎng)絡(luò)

在系統(tǒng)測(cè)試中,測(cè)試圖形如圖12所示。

圖12 (a)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)幅頻特性

圖12 (b)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)相頻特性

被測(cè)網(wǎng)絡(luò)幅頻特性曲線與相頻特性曲線分別與仿真一致,頻率特性測(cè)試儀顯示截止頻率為2.50418MHz,此點(diǎn)處相移為-45.12°,基本上證明了系統(tǒng)的正確性。

6 結(jié)語

設(shè)計(jì)中采用AD9854產(chǎn)生DDS信號(hào)源信號(hào),并配置其內(nèi)部的12位數(shù)字乘法器實(shí)現(xiàn)更為精確的0.1dB步進(jìn)的衰減網(wǎng)絡(luò),使用電流反饋型運(yùn)算放大器AD8009作為信號(hào)調(diào)理及放大電路,利用AD8302實(shí)現(xiàn)幅度相位檢測(cè)。實(shí)際測(cè)試表明,該掃頻儀具有成本低,誤差小,維護(hù)方便等特點(diǎn),可滿足工程和教學(xué)中的頻率特性測(cè)試需要,具有廣泛的應(yīng)用前景。

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Design of Digital Frequency Characteristics Tester Based on STM32

CHEN Congcong1,2XI Zemin1ZHANG Wencheng2YAN Xiaoping2

The paper describes the principle and implementation method of low-frequency digital frequency characteristics tester is based on STM32, and gives the calibration methods and testing methods. The digital frequency characteristics tester takes STM32 as microprocessor, DDS signal source signal is produced by the AD9854, and configure itsinternal 12-bit digital multiplier to achieve more precise 0.1dB stepping attenuation network.Itusesa current feedback opamps AD8009 as a signal conditioning and amplification circuit to realize the magnitude of the phase detectorby AD8302. Practical tests show that the tester has low cost, small error, easy maintenance, engineering and teaching to meet the needs of frequency characteristic testing. It has broad application prospects.

STM32, digital frequency characteristics tester, AD8302, amplitude-frequency characteristics

2016年6月11日,

2016年7月29日

陳聰聰,女,碩士研究生,助理工程師,研究方向:嵌入式開發(fā)技術(shù)。

TH741

10.3969/j.issn.1672-9730.2016.12.033