E題簡易頻率特性測試儀(經(jīng)驗(yàn)交流)

2013年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽作品交流

——簡易頻率特性測試儀

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中心簡介

電工電子科技創(chuàng)新中心（即創(chuàng)新基地），是一個面向全校本科生的省級實(shí)踐創(chuàng)新基地，其主要任務(wù)是：招收學(xué)有余力的學(xué)生并對其開展信息類技術(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為主的重大學(xué)科競賽，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)有各類電子元器件5000余種，約10萬余片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)競賽

該比賽由中心自主舉辦，是給大一新生的一個比賽。

通過這個

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，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)競賽

大三：ADI中國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽

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

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)還具有波形存儲功能，自校準(zhǔn)功能，波形縮放，光

標(biāo)等多種功能。待測網(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．基本要求制作一個正交掃頻信號源。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．基本要求正交信號相位差誤差的絕對值≤5o，幅度平衡誤差的絕對值≤5%。幅度平衡誤差指正交兩路信號幅度在同頻點(diǎn)上的相對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)，同軸電纜里的信號波長約為30M，一米的線長偏差將導(dǎo)致約12°的相位偏差。試題解析1．基本要求信號電壓的峰峰值≥1V，幅度平坦度≤5%。信號電壓放大幅度補(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源，制作頻率特性測試儀。

輸入阻抗為50?，輸出阻抗為50?；

可進(jìn)行點(diǎn)頻測量；幅頻測量誤差的絕對值≤0.5dB，相頻測量誤差的絕對值≤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RLC串聯(lián)諧振電路作為被測網(wǎng)絡(luò)；制作的頻率特性測試儀可對其進(jìn)行線性掃頻測量。

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

掃頻測量制作的被測網(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)。回路電阻：應(yīng)串聯(lián)一個很小的電阻，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)特性兩級運(yùn)放將濾波器隔離；同時(shí)將信號放大，以滿足對峰峰值的要求。選用高輸入阻抗、高帶寬運(yùn)放。電路設(shè)計(jì)乘法電路待測網(wǎng)絡(luò)匹配電阻

作品測試及演示正交信號源頻率穩(wěn)定度測試

輸出信號頻率5MHz、35MHz。正交信號相位差測試

注意：測量時(shí)將示波器調(diào)成交流耦合。正交信號幅度平坦度測試

作品測試及演示幅頻特性測量點(diǎn)頻測量

頻率分別設(shè)置為5MHz、35MHz。自校準(zhǔn)功能、光標(biāo)功能將測試線短接校準(zhǔn)，排除線對測量結(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，使用簡單。

對一個程