E題簡(jiǎn)易頻率特性測(cè)試儀(經(jīng)驗(yàn)交流)

2013年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽作品交流

——簡(jiǎn)易頻率特性測(cè)試儀

華中科技大學(xué)

電工電子科技創(chuàng)新中心隊(duì)員：劉雪豪，劉安世，馮盤(pán)龍指導(dǎo)老師：尹仕，王貞炎2023/2/4目錄中心介紹中心培訓(xùn)作品介紹作品總結(jié)2023/2/4中心簡(jiǎn)介

電工電子科技創(chuàng)新中心（即創(chuàng)新基地），是一個(gè)面向全校本科生的省級(jí)實(shí)踐創(chuàng)新基地，其主要任務(wù)是：招收學(xué)有余力的學(xué)生并對(duì)其開(kāi)展信息類(lèi)技術(shù)技能的培訓(xùn)，組織和指導(dǎo)我校學(xué)生參加以電子信息類(lèi)為主的重大學(xué)科競(jìng)賽，織組學(xué)生申報(bào)大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目并給予指導(dǎo)。2023/2/42023/2/4中心電賽綜合培訓(xùn)室可以同時(shí)容納33組培訓(xùn)2023/2/4中心材料室現(xiàn)有各類(lèi)電子元器件5000余種，約10萬(wàn)余片2023/2/4中心培訓(xùn)加工間一角我在中心三年的培訓(xùn)基礎(chǔ)訓(xùn)練（學(xué)習(xí)內(nèi)容）

電子線路基礎(chǔ)：數(shù)字電路、模擬電路

控制器：51單片機(jī)、MSP430、ARMCortexM0、FPGA

我在中心三年的培訓(xùn)我參加的比賽

大一：“炬力杯”單片機(jī)設(shè)計(jì)競(jìng)賽

該比賽由中心自主舉辦，是給大一新生的一個(gè)比賽。

通過(guò)這個(gè)

比賽，大一新生可以很快的學(xué)習(xí)到51單片機(jī)

的必要知識(shí)，了解基本的模擬電路、數(shù)字電路。

大二暑假：湖北省電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽

大三：ADI中國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽

大三暑假：“瑞薩杯”全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽國(guó)賽培訓(xùn)培訓(xùn)簡(jiǎn)介暑假進(jìn)行一周一題教練組評(píng)測(cè)競(jìng)賽培訓(xùn)真題培訓(xùn)寬帶直流放大器寬帶數(shù)字示波器數(shù)字信號(hào)傳輸性能分析儀鎖相放大器競(jìng)賽培訓(xùn)模擬題BJT特性圖示儀樂(lè)音合成器紅外線測(cè)距儀程控移相器獲獎(jiǎng)作品介紹作品簡(jiǎn)介該系統(tǒng)采用AD9854產(chǎn)生兩路正交信號(hào)掃頻，掃頻范圍為 1MHz到40MHz，最小步進(jìn)為100kHz。可測(cè)量幅頻特性及相頻特性，并顯示特性曲線，其絕對(duì)精

度優(yōu)于±0.5dB、±5°。顯示部分采用自適應(yīng)坐標(biāo)軸該系統(tǒng)還具有波形存儲(chǔ)功能，自校準(zhǔn)功能，波形縮放，光

標(biāo)等多種功能。待測(cè)網(wǎng)絡(luò)為RLC串聯(lián)諧振電路，其中心頻率20MHz，有載

品質(zhì)因數(shù)為4。試題解析1．基本要求制作一個(gè)正交掃頻信號(hào)源。頻率范圍為1MHz~40MHz，頻率穩(wěn)定度≤10-4；頻率可設(shè)置，最小設(shè)置單位100kHz。試題解析1．基本要求正交信號(hào)相位差誤差的絕對(duì)值≤5o，幅度平衡誤差的絕對(duì)值≤5%。幅度平衡誤差指正交兩路信號(hào)幅度在同頻點(diǎn)上的相對(duì)誤差影響相位的因素：重構(gòu)濾波器緩沖運(yùn)放電路布局與走線40MHz時(shí)，同軸電纜里的信號(hào)波長(zhǎng)約為30M，一米的線長(zhǎng)偏差將導(dǎo)致約12°的相位偏差。試題解析1．基本要求信號(hào)電壓的峰峰值≥1V，幅度平坦度≤5%。信號(hào)電壓放大幅度補(bǔ)償DDS輸出DAC一階保持特性重構(gòu)濾波器不理想因素運(yùn)放高頻衰減試題解析1．基本要求可掃頻輸出，掃頻范圍及頻率步進(jìn)值可設(shè)置，最小步進(jìn)100kHz；要求連續(xù)掃頻輸出，一次掃頻時(shí)間≤2s。2．發(fā)揮部分使用基本要求中完成的正交掃頻信號(hào)源，制作頻率特性測(cè)試儀。

輸入阻抗為50?，輸出阻抗為50?；

可進(jìn)行點(diǎn)頻測(cè)量；幅頻測(cè)量誤差的絕對(duì)值≤0.5dB，相頻測(cè)量誤差的絕對(duì)值≤5o；數(shù)據(jù)顯示的分辨率：電壓增益0.1dB，相移0.1o。試題解析2．發(fā)揮部分制作一個(gè)RLC串聯(lián)諧振電路作為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)；制作的頻率特性測(cè)試儀可對(duì)其進(jìn)行線性掃頻測(cè)量。

要求被測(cè)網(wǎng)絡(luò)通帶中心頻率為20MHz，誤差的絕對(duì)值≤5%；有載品質(zhì)因數(shù)為4，誤差的絕對(duì)值≤5%；有載最大電壓增益≥-1dB；

掃頻測(cè)量制作的被測(cè)網(wǎng)絡(luò)，顯示其中心頻率和-3dB帶寬，頻率數(shù)據(jù)顯示的分辨率為100kHz；

掃頻測(cè)量并顯示幅頻特性曲線和相頻特性曲線，要求具有電壓增益、相移和頻率坐標(biāo)刻度。試題解析試題解析影響RLC網(wǎng)絡(luò)的因素：電感的選?。哼x取電感的好壞是能不能使該網(wǎng)絡(luò)符合指標(biāo)要求的一項(xiàng)重要因素?，F(xiàn)有的電感從精度和取值上很難滿足要求，故繞制電感。磁環(huán)的選取很關(guān)鍵，應(yīng)選用高頻磁環(huán)，以獲得最好的響應(yīng)?；芈冯娮瑁簯?yīng)串聯(lián)一個(gè)很小的電阻，該電阻可微調(diào)，使得有載品質(zhì)因數(shù)為4。系統(tǒng)整體介紹理論分析

理論分析

理論分析

理論分析

理論分析

理論分析

理論分析

理論分析

電路設(shè)計(jì)正交掃頻信號(hào)源AD9854模塊RC高通濾波50Ω濾波網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出阻抗采用7階巴特沃斯低通濾波器具有最平緩的響應(yīng)特性兩級(jí)運(yùn)放將濾波器隔離；同時(shí)將信號(hào)放大，以滿足對(duì)峰峰值的要求。選用高輸入阻抗、高帶寬運(yùn)放。電路設(shè)計(jì)乘法電路待測(cè)網(wǎng)絡(luò)匹配電阻

作品測(cè)試及演示正交信號(hào)源頻率穩(wěn)定度測(cè)試

輸出信號(hào)頻率5MHz、35MHz。正交信號(hào)相位差測(cè)試

注意：測(cè)量時(shí)將示波器調(diào)成交流耦合。正交信號(hào)幅度平坦度測(cè)試

作品測(cè)試及演示幅頻特性測(cè)量點(diǎn)頻測(cè)量

頻率分別設(shè)置為5MHz、35MHz。自校準(zhǔn)功能、光標(biāo)功能將測(cè)試線短接校準(zhǔn)，排除線對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。幅頻特性曲線

顯示網(wǎng)絡(luò)的中心頻率，上限截止頻率和下限截止頻率。相頻特性曲線總結(jié)優(yōu)點(diǎn)作品性能穩(wěn)定，未出現(xiàn)崩程序、電路不穩(wěn)、燒芯片的情況。這取決于扎實(shí)的焊工、簡(jiǎn)潔清晰的布線。關(guān)于布線須注意以下幾點(diǎn)：

1,走線盡可能短、布局要緊湊。

2,盡量不要飛線，走焊錫線最好。

3,使用同軸線的時(shí)候一定要做好阻抗匹配

5,發(fā)熱發(fā)燙的芯片一定要做好散熱工作，導(dǎo)熱硅脂涂··在散熱片后放置在芯片上。

總結(jié)程序界面美觀，使用簡(jiǎn)單。

對(duì)一個(gè)程