简易频率特性测试仪毕业设计论文

基于LabVIEW的频率特性测试仪设计摘要在电子测量中，信号频率方面的测试占很重要的地位。

会经常遇到对网络的阻抗特性和传输特性进展测量的问题，其中传输特性包括增益特性、衰减特性、幅频特性、相频特性等。

用来测量上述特性的仪器称为频率特性测试仪。

本设计基于LabVIEW的频率特性测试仪就是完成对上述参量的检测。

本文首先从系统所要实现的根本功能出发，介绍了总体方案与相应技术指标，论述了扫频测量的根本原理，包括系统动态特性的函数表征、系统动态特性测试方法、激励信号的产生与控制等。

本设计基于虚拟仪器思想和频率特性分析相关理论，提出了用虚拟仪器方式开发频率特性测试仪的新思路。

设计的目标就是用美国国家仪器公司提供的虚拟仪器开发平台—LabVIEW，并结合相应的硬件环境，实现一个实用性较强的虚拟频率特性测试仪。

设计的频率特性测试仪包括三局部：〔1〕数据采集；〔2〕数据分析与处理；〔3〕存储、显示和打印。

设计的内容从仿真和硬件两方面都调试通过。

其中，硬件方面是通过搭建滤波电路作为外部系统实现的。

关键词：虚拟仪器，LeaBIEW，扫频测量，频率特性DESIGN OF FREQUENCY CHARACTERISTIC TESTINSTRUMENT BASED ON LABVIEWABSTRACTIn electronic measurement, the frequency of measurement is a very important part. We will often encounter the network impedance characteristics and transmission characteristics of themeasurement.The transmission characteristics include the gain and attenuation characteristics, amplitude and frequency characteristics of phase frequency characteristics. The apparatus used to measure the characteristics are known as the frequency characteristics of testing equipment. Here aim of the frequency characteristics test instrument we design based on LabVIEW is the pletion of previous parametric testing. This paper firstly realizes the basic functions, then on the hardware platforms of construction. The software system design and implementation are paid attention in this paper. We discuss the basic principle of the sweep check, including the dynamic characteristics of the function characterization, the dynamic characteristics test methods, and excitation signal for the selection and control.Based on virtual machines defination and frequency analysis of the relevant theories, frequency characteristics test virtual instruments is introduced. The objective is to by use of LabVIEW the United States state equipment panies provide the platform for the development of virtual instruments, and bine with hardware environment, a strong frequency characteristic of virtual Instrument system is realized.Test frequency design can be deposed into three parts: (1) data collection; (2) data analysis and processing; (3) storage, display and print. Respectively, from the design of both simulation and hardware debugging through. Among them, the hardware is set up through the filter circuit implemented as an external system.KEY WORDS：Virtual Instrument, LeaBIEW, SweepCheck,FrequencyCharacteristic目录前言1第1章概述2§1.1 虚拟仪器的根本概念2§1.2 虚拟仪器的结构与分类2§1.3 虚拟仪器的特点3§1.4 研究设计虚拟频率特性测试仪的意义3第2章频率特性分析4§2.1 频率特性的根本概念4§2.2 频率特性的时域分析4§2.3 频率特性的频域分析5第3章系统总体方案设计6§3.1 虚拟频率特性测试仪的总体结构6§3.2 扫频仪测量原理6§3.3 用虚拟仪器实现的扫频仪的测量原理7第4章系统硬件设计8§4.1 数据采集卡8§4.1.1 数据采集卡介绍8§4.1.2 对数据采集转换盒的改装8§4.2 滤波电路的设计与搭建11第5章系统软件设计13§5.1 软件模块总体结构13§5.2 数据采集模块13§5.3 激励信号产生模块15§5.4 信号谱分析模块15§5.5 滤波处理模块16§5.6 数据保存模块17§17§5.8 前面板设计18第6章软件使用说明书21第7章软件测试分析报告24§7.1 仿真调试24§7.2 硬件调试29第8章项目开发总结- 32 -结论- 33 -参考文献34致谢36附录37前言频率特性测量在现代电子测量中占有重要位置，其原理就是将网络的响应信号与激励信号在频率上的对应幅值相比，对应相位相减。

文献综述电子信息工程“简易放大器频率特性测试仪的设计（测试部分）”前言频率特性测试仪也叫扫描仪，早期的频率特性测试仪是通过手动改变频率的方法逐点测量完成的，后来按照这种方法设计了专门的扫描仪用于频率特性的测量。

早期的测量仪大都采用分立元件来实现各种功能，显示部分也是用传统的示波器。

所以体积大、设备重、故障率高、操作复杂、价格昂贵，有的只能测量幅频特性，且精度不高。

像BT6型超低频频率特性测试仪，就是采用分立元件。

由于分立元件分散性大，参数变化与外部条件有关，因而产生的频率稳定度差、精度低、抗干扰能力不强，成本反而高。

随着频率合成技术及微电子技术的发展，频率特性测试仪也得到改进，扫频源采用数字量进行控制，数字化信号源可以弥补分立元件的不足，测量部分也进行了数字化的改进，大多都在低频段(小于1MHz)，测试仪的智能化程度仍然不是很高，扫频范围也不宽，相位测量精度也不高，虽然有一些测试仪也具有很高的精度和很宽的扫频范围，但是价格极其昂贵。

近几年，随着现代电子技术的飞速发展，各种仪器都偏向小型化、数字化、智能化、低功耗方向发展，频率特性测试仪作为一种重要的测量仪器，也在不断的发展，由于直接频率合成(DDS)技术的日益成熟，为频率特性测试仪的数字化开辟了道路，液晶显示器技术的成熟使频率特性测试仪小型化成为可能。

主题频率特性测试仪是显示被测电路幅频、相频特性曲线的测试仪器1、频率特性测试仪概念频率特性测试系统，包含测试信号源、被测网络、检测及显示三部分。

频率特性指系统传递不同频率的正弦信号的性能，包括幅度频率特性和相位频率特性。

幅度频率特性描述系统对于不同频率的输入正弦信号在稳态情况下的衰减或放大特性；相位频率特性描述系统的稳态输出对于不同频率的正弦输入信号的相位滞后或超前的特性。

2、测量原理对于一个电子部件，一个网络或一个系统的频率特性是可以用实验方法测试。

测试方法有点频测量法和扫频测量法。

点频测量法的方框图如图1所示。

频率特性测试仪的设计1引言频率特性是一个网络性能最直观的反映。

频率特性测试仪用于测量网络的幅频特性和相频特性，是根据扫频法的测量原理设计，是一种快速、简便、实时、动态、多参数、直观的测量仪器，可广泛应用于电子工程等领域。

由于模拟式扫频仪价格昂贵，不能直接得到相频特性，更不能打印网络的频率响应曲线，给使用带来诸多不便。

为此，设计了低频段数字式频率特性测试仪。

该测试仪采用数字直接频率合成技术专用的集成电路AD9851产生扫频信号，以单片机和FPGA为控制核心,通过A/D和D/A转换器等接口电路，实现扫频信号频率的步进调整、数字显示及被测网络幅频特性与相频特性的数显等。

该系统成本低廉，扫频范围较宽(10 Hz〜1MHz), 可方便地与打印机连接，实现频率特性曲线的打印。

2多功能计数器设计方案2.1幅频和相频特性测量方案方案1：利用公式H(s)=R(s)/E(s),以冲击函数为激励，则输出信号的拉氏变换与系统函数相等。

但是产生性能很好的冲击函数比较困难，需要对采集的数据做FFT变换，需要占用大量的硬件和软件资源，且精度也受到限制。

方案2：扫频测试法。

当系统在正弦信号的激励下，稳态时，响应信号与输入激励信号频率相同，其幅值比即为该频率的幅频响应值，而两者的相位差即为相频特性值。

采用频率逐点步进的测试方法。

无需对信号进行时域与频域的变换计算，通过对模拟量的测量与计算完成，且精度较高。

综上所述，选择方案2。

2.2扫描信号产生方案方案1：采用单片函数发生器。

其频率可由外围电路控制。

产生的信号频率稳定度低，抗干扰能力差，灵活性差。

方案2：采用数字锁相环频率合成技术。

但锁相环本身是一个惰性环节，频率转换时间长，整个测试仪的反应速度就会很慢,而且带宽不高。

方案3：采用数字直接频率合成技术(DDFS)。

以单片机和FPGA为控制核心，通过相位累加器的输出寻址波形存储器中的数据，以产生固定频率的正弦信号。

该方案实现简单，频率稳定，抗干扰能力强。

摘要本设计的实现的简易频率测试仪中主要包括正交扫频信号源的设计、被测网络的设计、信号混合电路的设计、低通滤波器的设计以及模数转换和显示模块的设计。

利用直接数字式频率合成器AD9854实现正交扫频信号源的设计，被测网络我们采用LRC谐振电路设计实现，利用AD835设计了乘法混合电路，自己利用滤波器设计软件设计了滤波器软件,利用C8051f020单片机最小系统控制高速AD7862完成模数的转换,最后在LCD屏上显示得到的相频曲线和幅频曲线.本系统中设计中我们及设计完成了要求完成任务外,设计了友好人机交互接口,实现了频率可设置、在实现的过程中不仅能够改变频率，而且可以改变频率改变的分度值，最重要的是我们不论是改变频率还是频率改变的分度值我们都使用了同一个按键,设置了确认键让使用者有一个良好的体验。

关键词：简易频率测试仪，AD9854,正交扫频信号源，C8051f020单片机AbstractThe design of a simple realization of the frequency measuring instrument mainly includes orthogonal frequency sweep signal source design， the tested network design, mixed signal circuit design， the design of low pass filter and analog to digital conversion and display module design。

The design of direct digital frequency synthesizer AD9854 to achieve orthogonal frequency sweep signal source， the measured network we use LRC resonant circuit design, the multiplication of mixed circuit design using AD835, their use of filter design software to design filter software， using C8051f020 single chip minimize system control of high speed AD7862 analog—to-digital conversion, finally shows the phase frequency curve the amplitude frequency curve in the LCD screen。

学校：淄博职业学院班级： P09电气自动化四班姓名：学号：指导教师：2010年10月目录一. 摘要 (3)二设计内容及要求 (4)三. 设计思路及原理 (5)四. 设计分析 (7)1.时基电路 (7)2.逻辑控制电路 (9)3 译码显示电路 (11)4 计数、译码、显示电路原理电路图 (14)5报警系统 (14)五. 使用的元器件 (16)六．参考文献 (17)七．心得体会 (18)八．附录 (19)一．摘要数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器.它的基本功能是测量正弦信号.方波信号,尖脉冲信号及其他各种单位时间内变化的物理量.本文粗略讲述了我在本次实习中的整个设计过程及收获。

讲述了数字频率计的工作原理以及其各个组成部分，记述了我在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分析，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面。

二 .设计内容及要求要求设计一个简易的数字频率计，其信号是给定的脉冲信号，是比较稳定的。

1.测量信号:方波；2.测量频率范围: 1Hz~9999Hz ; 10KHz~9999KHz;3.显示方式: 4位十进制数显示;4.时基电路由 555 定时器及分频器组成, 555 振荡器产生脉冲信号,经分频器分频产生的时基信号,其脉冲宽度分别为: 1s,0.1s;5.当被测信号的频率超出测量范围时,报警.三. 设计思路及原理数字频率计由四部分组成：时基电路、闸门电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、译码、显示电路。

由555 定时器,分级分频系统及门控制电路得到具有固定宽度T 的方波脉冲做门控制信号,时间基准T称为闸门时间.宽度为T的方波脉冲控制闸门的一个输入端B.被测信号频率为fx,周期Tx.到闸门另一输入端A.当门控制电路的信号到来后,闸门开启,周期为Tx的信号脉冲和周期为T的门控制信号结束时过闸门,于输出端C 产生脉冲信号到计数器,计数器开始工作,直到门控信号结束,闸门关闭.单稳1的暂态送入锁存器的使能端,锁存器将计数结果锁存,计数器停止计数并被单稳2暂态清零. (简单地说就是:在时基电路脉冲的上升沿到来时闸门开启,计数器开始计数,在同一脉冲的下降沿到来时,闸门关闭,计数器停止计数.同时,锁存器产生一个锁存信号输送到锁存器的使能端将结果锁存,并把锁存结果输送到译码器来控制七段显示器,这样就可以得到被测信号的数字显示的频率.而在锁存信号的下降沿到来时逻辑控制电路产生一个清零信号将计数器清零,为下一次测量做准备,实现了可重复使用,避免两次测量结果相加使结果产生错误.) 若T=1s,计数器显示fx=N(T时间内的通过闸门信号脉冲个数) 若T=0.1s,通过闸门脉冲个数位N时,fx=10N,(闸门时间为0.1s时通过闸门的脉冲个数).也就是说,被测信号的频率计算公式是fx=N/T.由此可见,闸门时间决定量程,可以通过闸门时基选择开关,选择T大一些,测量准确度就高一些,T小一些,则测量准确度就低.根据被测频率选择闸门时间来控制量程.被测信号频率通过计数锁存可直接从计数显示器上读出.在整个电路中,时基电路是关键,闸门信号脉冲宽度是否精确直接决定了测量结果是否精确.因此,可得出数字频率计的原理框图如下:四.设计分析IVVII1.时基电路其基本电路图如下:J2Key =它由两部分组成:第一部分为555定时器组成的振荡器(即脉冲产生电路),要求其产生1000Hz的脉冲.振荡器的频率计算公式为:f=1.43/((R1+2*R2)*C),因此,我们可以计算出各个参数通过计算确定了R1取430欧姆,R2取500欧姆,电容取1uF.这样我们得到了比较稳定的脉冲。

课程设计(论文)题目名称简易数字频率计的设计学院课程设计（论文）任务书注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。

指导教师（签字）：学生（签字）：xx学院课程设计（论文）评阅表学生xx学号xx系电气工程系专业班级电气工程及其自动化题目名称简易数字频率计的设计课程名称电子技术课程设计一、学生自我总结二、指导教师评定注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

摘要在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量显得更为重要。

测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。

电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间测量被测信号的脉冲个数;二是间接测频法，如周期测频法。

本次设计的数字频率计以555为核心，采用直接测频法测频。

数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一，同时也是其他许多领域广泛应用的测量仪器。

数字频率计是在规定的基准时间把测量的脉冲数记录下来，换算成频率并以数字形式显示出来。

数字频率计用于测量信号（方波，正弦波或其他周期信号）的频率，并用十进制数字显示，它具有精度高，测量速度快，读数直观，使用方便等优点。

关键词:数字频率计；频率；时限；放大整形目录Proteus简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 绪论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 数字频率计的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.1 主要技术要求. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 3 2.2 电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . 3 2.2.1 设计原理及整体电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.2.2 部分芯片功能介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..4 （1）555介绍. .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 （2）74LS273介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 （3）74LS48 介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6)（4）七段LED介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (8)2.2.3 单元电路结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..9 （1）放大整形电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..9 （2）时基电路及控制电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (10)（3）计数电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (10)（4）显示电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113 系统仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 124 设计总结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13附录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 致. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Proteus简介Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为风标电子技术）。

题目简易频率特性测试仪电子工程系应用电子技术专业应电二班简易频率特性测试仪摘要：简易频率特性测试仪是以51单片机为控制核心的一种测量频率的仪器，具有较宽的可测试带宽。

电路由正交扫频信号源、被测网络、混频器、低通滤波器、ADC以及液晶显示部分组成。

正交扫频信号源AD9854采用DDS技术产生高稳定的频率、相位、幅度可编程调制的正弦和余弦信号。

被测网络是一个RLC串联谐振电路，其前后分别添加电压跟随器和电阻网络使其与相邻电路电阻匹配。

混频器采用性能高，功耗低的SA602A，将信号源输出的正余弦信号与经过被测网络出来的处理信号进一步处理，产生高频与低频两种信号。

低通滤波器采用max274芯片过滤较高频信号，外接元件少，参数调节方便，也具有良好的抗干扰性。

ADC选用AD8317外置，提高AD转换性能。

整体电路实现了测量较高频率信号的频率测量及幅频特性与相频特性的显示。

关键词：DDS技术、中频正交解调原理、RLC振荡电路。

Abstract：Simple frequency characteristic tester is a metrical instrumentwhich is operated by 51 single chip computer, It has a wide bandwidth. The circuit is composed of orthogonal frequency sweep signal source, the measured network, mixer, low-pass filter, ADC and liquid crystal display part. Orthogonal frequency sweep signal source AD9854 using DDS technology to produce frequency, phase, amplitude and high stability of the programmable modulation sine and cosine signal. The measured network is a RLC series resonant circuit, a voltage follower and the resistor network to match the adjacent circuit resistance respectively before and after adding the. The mixer uses high performance, low power SA602A, the sine and cosine signal source output and the processed signal measured network for further processing, to produce high and low frequency signal two. Low pass filter using MAX274 chip filter high frequency signals, less external components, easy to adjust the parameters, and also has good anti-interference performance. ADC use AD8317 external, enhance AD conversion performance. The whole circuit of the display frequency measurement and the amplitude frequency characteristic measurement of high frequency signal and the phase frequency characteristic.Keywords：DDS technology、Quadrature demodulation, RLC oscillating circuit.目录摘要--------------------------------------------------------1第1章设计任务 (4)1．1基本要求 (4)1．2发挥部分 (4)第二章方案论证 (5)2.1信号源的选择 (5)2.2放大器的选择 (5)2.3混频器的选择 (6)2.4阻抗匹配 (7)2.5整体电路方案 (7)第三章理论分析与计算 (7)第四章测试结果与误差分析 (9)第五章结论、心得与体会 (10)附录1: (11)附录2： (12)第1章设计任务1．1基本要求（1）频率范围为1MHz~40MHz，频率稳定度≤10-4；频率可设置，最小设置单位100kHz。

频率计毕业论文频率计毕业论文在科学研究中，频率计是一种常用的测量仪器，用于测量信号的频率。

频率计的原理是基于信号的周期性来计算频率。

在各个领域中，频率计都扮演着重要的角色，如无线通信、电子工程、物理学等。

本篇论文将探讨频率计的原理、应用以及未来的发展趋势。

首先，我们来了解频率计的原理。

频率计的基本原理是利用信号的周期性来计算频率。

当一个信号经过频率计时，频率计会测量信号周期的时间，并通过计算来确定频率。

常见的频率计有两种类型：直接频率计和间接频率计。

直接频率计是通过测量信号周期的时间来计算频率，而间接频率计则是通过测量信号的脉冲数量来计算频率。

其次，频率计在各个领域中有着广泛的应用。

在无线通信领域，频率计被用于测量无线信号的频率，以确保通信设备的正常工作。

在电子工程领域，频率计被用于测试电路中的振荡器频率，以确保电路的稳定性和准确性。

在物理学领域，频率计被用于测量光的频率，以研究光的性质和相互作用。

除了以上应用，频率计还在其他领域中发挥着重要的作用。

在音频工程中，频率计被用于测量音频信号的频率，以调整音频设备的参数。

在医学领域，频率计被用于测量心脏跳动的频率，以监测患者的健康状况。

在天文学领域，频率计被用于测量星体的频率，以研究宇宙的演化和结构。

随着科学技术的不断发展，频率计也在不断演进和改进。

一方面，频率计的测量精度不断提高。

新型的频率计采用更精确的测量方法和更高精度的元器件，使得频率计的测量结果更加准确和可靠。

另一方面，频率计的测量范围不断扩大。

随着无线通信技术的快速发展，频率计需要能够测量更高频率的信号，从而适应不断变化的通信需求。

此外，随着人工智能技术的兴起，频率计也开始与人工智能相结合。

通过将人工智能算法应用于频率计中，可以提高频率计的自动化程度和智能化水平。

例如，利用机器学习算法，频率计可以自动学习和适应不同类型的信号，从而提高测量的准确性和效率。

综上所述，频率计是一种常用的测量仪器，广泛应用于各个领域。

1绪论1.1研究背景及主要研究意义频率是电子技术领域永恒的话题,电子技术领域离不开频率，一旦离开频率，电子技术的发展是不可想象的，为了得到性能更好的电子系统，科研人员在不断的研究频率，CPU 就是用频率的高低来评价性能的好坏，可见,频率在电子系统中的重要性。

频率计又称为频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器,其最基本的工作原理为：当被测信号在特定的时间段T内的周期个数N时，则被测信号的频率f=N／T。

电子计数器是一种基础测量仪器,到目前为止已有三十多年的发展历史。

早期，设计师们追求的目标主要是扩展测量范围,再加上提高测量精度、稳定度等,这些也是人们衡量电子计算机的技术水平,决定电子技术器价格高低的主要依据。

目前这些技术日臻完善，成熟。

应用现代技术可以轻松地将电子计数器的频率扩展到微波频段。

1。

2数字频率计的发展现状随着科学技术的发展，用户对电子计数器也提出了新的要求。

对于低档产品要求使用操作方便，量程（足够）宽，可靠性高，价格低。

而对中高档产品，则要求有较高的分辨率，高精度,高稳定度，高测量速率;除通常通用计数器所具有的功能外，还要有数据处理功能，统计分析功能等等，或者包含电压测量等其他功能。

这些要求有的已经实现或者部分实现，但要真正地实现这些目标，对于生产厂家来说，还有许多工作要做，而不是表面看来似乎发展到头了。

由于微电子技术和计算机技术的发展,频率计都在不断地进步着，灵敏度不断提高，频率范围不断扩大，功能不断增加。

在测试通讯、微波器件或产品时,通常都市较复杂的信号，如含有复杂频率成分、调制的含有未知频率分量的、频率固定的变化的、纯净的或叠加有干扰的等等.为了能正确的测量不同类型的信号，必须了解待测信号特性和各种频率测量仪器的性能。

微波技术器一般使用类型频谱分析仪的分频或混频电路，另外还包含多个时间基准、合成器、中频放大器等。

虽然所有的微波计数器都是用来完成技术任务的，但各自厂家都有各自的一套复杂计数器的设计、使得不同型号的技术其性能和价格会有所差别，比如说一些计数器可以测量脉冲参数，并提供类似与频率分析仪的屏幕显示，对这些功能具有不同功能不同规格的众多仪器，我们应该视测试需要正确的选择以达到最经济和最佳的应用效果。

课程设计论文论文题目：简易频率测量仪系部机电工程系专业机电一体化班级学生姓名学号成绩2011年06月12日目录1 设计任务 (1)2 系统硬件设计 (2)2．1 器件选择 (2)2.2 硬件原理图 (2)3 系统软件设计 (3)3.1软件流程图 (3)3.2软件清单 (6)4 设计总结 (10)参考文献 (11)1 设计任务对800——1200HZ中频电源进行频率监控，测量精度不低于1%并用数码管实时显示被测脉冲频率值。

主要任务：1.信号变送：对被测信号实现两个变换：强电→弱电；正弦→方波2.频率计算：计算频率并保存两位小数3.频率显示：十六进制→BCD码2 系统硬件设计2．1 器件选择选用单片机的型号是AT89C52。

晶振用12MHZ,手动复位，引脚/EA接高电平P1口八个引脚接数码管的a,b,c,d,e,f,g,h。

P2.0-P2.3分别接数码管的四个COM 端，P3.5接芯片CD4093B的3引脚。

2.2 硬件原理图图1 系统硬件原理图3 系统软件设计3.1软件流程图3.2软件清单ORG 0000HSJMP MAINORG 000BHLJMP T0_S ；定时器T0中断入口ORG 0030HMAIN: MOV SP , #60H ；主程序SETB ET0SETB EAMOV TMOD , #51H ；T1计数，T0定时，工作方式1MOV R7 , #04HCLR AMOV R0 , #41HCLEAR:MOV @R0 , A ；将41H—42H清零INC R0DJNZ R7 , CLEARMOV TH0 ，#3CH ；设T0初值，使其溢出20次为1秒MOV TL0 , #0B0HMOV TH1 , #00H ；设T1初值MOV TL1 , #00HMOV 40H , #00H ；40H用于存放溢出次数MOV TCON , #50H ；开启T0，T1START:LCALL H_BCD ；无限循环LCALL DISPSJMP STARTORG 0200HT0_S: PUSH ACC ；中断服务程序MOV TH0 , #3CH ；重装初值MOV TL0 , #0B0HINC 40HMOV A , 40HCJNE A , #14H , DONE ；溢出满20次就顺序执行MOV TCON , #0A0H ；关T0,T1MOV 46H , TL1 ；保存脉冲数到46H，45HMOV 45H , TH1MOV 40H , #00H ；将40H中的溢出次数清零MOV TH1 , #00H ；重装计数器T1初值MOV TL1 , #00HMOV TCON , #50H ；开启T0和T1DONE:POP ACC ；ACC出栈RETIORG 0300HH_BCD: PUSH PSW ；将PSW圧栈SETB RS0 ；选第一组工作寄存器为当前MOV R1 ，#41HMOV R5 ，#03HCLR AHB1:MOV @R1 , A ；将43H，42H，41H清零INC R1DJNZ R5 , HB1MOV R7 , #10H ；循环16次才可将46H，45H中十六进制数转化为BCD码HB2: MOV R0 , #45HMOV R6 , #02HCLR CHB3: MOV A , @R0RLC A ；产生CyMOV @R0 , AINC R0DJNZ R6 , HB3MOV R1 , #41HMOV R5 , #03HNOPHB4: MOV A , @R1ADDC A , @R1DA AMOV @R1 , AINC R1DJNZ R5 ,HB4DJNZ R7 ,HB2 ；减一为0顺序执行POP PSWRETORG 0400HDISP: MOV R1，#41H ；R1先指向41H单元MOV R3 , #02HMOV R4 , #0FEH ；设片选信号，低位先亮MOV DPTR , #TABLOP:MOV A , @R1ANL A , #0FH ；屏蔽高四位MOVC A , @A+DPTR ；查表得字型码MOV P1 , A ；显示MOV P2 , R4 ；片选LCALL DELAY ；显示一段时间MOV A , R4 ；移位更改片选信号RL AMOV R4 , AMOV A , @R1SWAP A ；交换高低四位ANL A , #0FH ；屏蔽高四位MOVC A , @A+DPTR ；查表得字型码MOV P1 , A ；显示MOV P2 , R4 ；片选LCALL DELAY ；显示一段时间INC R1 ；R1指向42H单元DJNZ R3 , LOPRETTAB : DB 3FH , 06H , 5BH , 4FH , 66H , 6DH , 7DH , 07H DB 7FH , 6FHORG 0500HDELAY: MOV 31H , #200 ；延时一段时间DL1: NOPNOPNOPDJNZ 31H , DL1RETEND4 设计总结变压器的作用是将被测强电转化为弱电。

2013年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪（E题）【本科组】2013年9月6日摘要本实验以DDS芯片AD9854为信号发生器，以单片机STM32F103RBT6为核心控制芯片。

系统由5个模块组成：正弦扫频信号模块，待测阻容双T网络模块，整形滤波模块，A/D转换模块及显示模块。

先以单片机送给AD9854控制字产生1MHZ—40MHZ的扫频信号，经过阻容双T网络检测电路，两路路信号通过AD9283对有效值进行采集后进入单片机进行幅值转换，最终由TFTLCD显示输出。

ABSTRACTIn this experiment, the DDS chip AD9854 as the signal generator, MCU STM32F103RBT6 as the core control chip, and with FPGA as auxiliary, and on the peripheral circuit to realize the detection of amplitude frequency and phase frequency. The system comprises 6 modules: signal sine sweep signal module, the measured resistance capacitance of double T module, filter module, A/D conversion module and display module. The first single-chip microcomputer to AD9854 control word generate sweep signal of 10MHZ - 40MHZ, the resistance and capacitance of double T detection circuit, two road signals are collected on the effective value through the AD9283 into the microcontroller to amplitude conversion, the LCD display output, finally to complete the amplitude frequency and phase frequency of simple test.目录1系统方案 (1)1.1 AD9854模块的论证与选择 (1)1.2 单片机控制系统模块的论证与选择 (2)1.3 显示模块的论证与选择 (3)1.3 电源模块的论证与选择 (3)2系统理论分析与计算 (3)2.1 系统原理的分析 (3)2.2 滤波器的设计 (4)2.2.1 滤波器电参数的计算 (4)2.2.2 Multisim仿真电路 (5)2.3 ADC设计 (6)2.3.1 AD9283 匹配电路设计 (6)2.3.2 电路图 (6)2.4 被测网络设计 (7)2.4.1 被测网络的电参数选择 (7)2.4.2 Multisim仿真 (7)3电路与程序设计 (8)3.1电路的设计 (8)3.1.1系统总体框图 (8)3.1.2 正交扫频信号子系统框图与电路原理图 (9)3.1.3 单片机显示系统模块子系统框图与电路原理图 (10)3.1.4电源 (12)3.2程序的设计 (12)3.2.1程序功能描述与设计思路 (12)3.2.2程序流程图 (13)4测试方案与测试结果 (14)4.1测试方案 (14)4.2 测试条件与仪器 (16)4.3 测试结果及分析 (16)4.3.1测试结果(数据) (16)4.3.2测试分析与结论 (17)附录1：电路原理图 (18)附录2：源程序 (20)简易频率测试仪（E题）【本科组】1系统方案本系统主要由AD9854模块、单片机控制系统模块、显示模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。

2018年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪<E）2018年9月7日摘要该频率特性测量仪采用DDS控制核心外加乘法电路、滤波电路、AD转换电路、以及测量电路。

主要由正交扫频信号发生器、乘法器、低通滤波器、AD转换、显示等功能模块组成。

在本系统中利用51单片机控制DDS芯片AD9854实现信号发生，从而达到输出频率、相位、幅度可控的正交扫频信号。

然后，制作一个频率特性测试仪，用来测量产生的扫频信号的有关信息，并正确显示。

为了了解检测电路的特性，最后做一个RLC被测网络。

使用测量电路测量被测网络的有关电器参数，同时可以通过对电路优化来提高该测量仪的测量精度。

关键字：DDS AD9854 正交扫频目录1系统方案11.1 正交扫频信号源的论证与选择11.2 相频特性的论证与选择21.3 幅频特性的论证与选择32系统理论分析与计算42.1 系统总体方案的分析42.1.1 采用DSP方式42.1.2 直接利用已有信号源给系统，比较输入输出52.2有关零中频原理的计算53电路与程序设计63.1电路的设计63.1.1系统总体框图63.1.2 扫频信号子系统框图与电路原理图73.2程序的设计83.2.1程序功能描述与设计思路83.2.2程序流程图94测试方案与测试结果10附录1：电路原理图11附录2：源程序12参考文献17简易频率特性测试仪<E题）【本科组】1系统方案本系统主要由信号发生器模块、乘法电路模块、解调模块、显示测量模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。

1.1 正交扫频信号源的论证与选择方案一：单片函数发生器利用单片函数发生器配合外部分立元件输出频率，通过调整外部元件可改变输出频率。

缺点：发生器输出频率稳定度差、精度低、抗干扰能力低、灵活性差，成本也高。

方案二：锁相环频率合成技术图1.1PPL原理图通过改变程序分频器的分频比，则可改变压控振荡器的输出频率fo，从而获得大量可供利用的频率稳定度等同于参考频率的频率点，这里输出频率fo只能以参考频率fr为步长进行变化。

单片机进行测量控制和数据处理，使用LED对测量结果进行显示。

该系统要满足性能指标为扫频范围在100Hz～100kHz；频率步进为10Hz；测量精度为5%。

能在全频范围内自动步进测量，根据所要完成的测试功能及性能指标，该系统由测试信号源电路、信号网络电路、检波及显示电路三部分电路组成。

系统框图如图1所示。

图1 系统框图
1.信号源电路由信号发生器发生电路和信号调理电路两部分组成。

系统中信号
发生电路采用DDS技术实现，能够产生频率、持续时间等都是可控的扫频信号，并能够满足一般用户对频率范围的要求；信号调理电路主要是对信号中的噪声进行抑制，并对输出信号的功率起到控制作用。

2.增益相位检测电路是为了检测被测网络两端的幅度差和相位差。

先对被测网
络两端的信号进行预处理，再对其进行模拟检幅和鉴相，然后把幅度差和相位差的模拟量由A/D转化为数字量，送给控制及数据处理电路进行分析处理。

3.控制及数据处理电路要完成逻辑控制、数据处理和与人机接口三个功能，由
单片机完成。

主要用于控制整个系统的协调工作，并对测量及人机接口部分的数据进行分析处理。

4.图形显示及接口电路负责接收各种指令和显示测量结果，例如，显示扫频信
号所需要的起始频率、终止频率、频率间隔等参数以及测量结果。

系统程序应包括监控程序、测试功能管理程序、DDS控制程序、扫频测试程序（如图2所示）、结果处理程序、显示控制程序等。

图2 扫频测量的主程序流程图。

简易频率特性测试仪（E题）2013年全国电子设计大赛摘要：本频率特性测试仪由AD9854为DDS频率合成器，MSP430为主控制器，根据零中频正交解调原理对被测网络针对频率特性进行扫描测量，将DDS 输出的正弦信号输入被测网络，将被测网络的出口信号分别与DDS输出的两路正交信号通过模拟乘法器进行乘法混频，通过低通滤波器取得含有幅频特性与相频特性的直流分量，由高精度A/D转换器传递给MSP430主控器，由MSP430对所测数据进行分析处理，最终测得目标网络的幅频特性与相频特性，同时通过LCD绘制相应的特性曲线，从而完成对目标网络的特性测试。

本系统具有低功耗，成本低廉，控制方便，人机交互友好，工作性能稳定等特点，不失为简易频率特性测试仪的一种优越方案。

关键字：DDS9854，MSP430，频率特性测试目录一、设计目标 (7)二、系统方案 (20)三、控制方法及显示方案 (21)四、系统总体框图 (22)五、电路设计 (22)六、软件方案 (26)七、测试情况 (27)八、总结 (28)九、参考文献 (29)十、附录 (29)一、设计目标据零中频正交解调原理，设计并制作一个双端口网络频率特性测试仪，包括幅频特性和相频特性。

1、基本要求：制作一个正交扫频信号源。

2、发挥部分：（1）使用基本要求中完成的正交扫频信号源，制作频率特性测试仪。

二、系统方案图1 系统方案方案一方案一对DA的转换速率要求过高，市售DA速率根本无法达到题目要求，对主控芯片主频及驱动时钟频率要求过高，而且成本较高，故放弃方案一。

方案三方案三中虽然采用DDS9854做信号源，想法较好，通过数字处理可以得到更好的结果，但考虑到信号最高频率达到40M，为保证奈奎斯特采样定律，至少应使用80M采样率的AD，考虑到高速AD价格不菲，所以不宜采用方案三。

方案二综合考虑，方案二成本较低，且效果较好，前期通过模拟电路处理，最后通过低速AD送入单片机处理即可完成题目要求，整个方案保持低成本、低功耗，工作性能稳定，故选方案二。

频率计毕业设计频率计毕业设计引言：在电子技术领域中，频率计是一种常用的仪器，用于测量信号的频率。

频率计的设计和实现是电子工程师们在毕业设计中常常面临的任务之一。

本文将探讨频率计的毕业设计，包括设计要点、实现方法和应用场景等方面。

一、设计要点频率计的设计要点包括测量范围、精度和稳定性等。

首先，需要确定频率计的测量范围，即能够测量的信号频率范围。

其次，精度是频率计的重要指标之一，决定了测量结果的准确性。

稳定性则涉及到频率计在长时间使用过程中的性能表现，需要考虑温度漂移、零点漂移等因素。

二、实现方法频率计的实现方法有多种，常见的包括计数法、周期法和相位差法等。

计数法是一种基本的实现方法，通过计数信号周期内的脉冲数来计算频率。

周期法则是通过测量信号周期的时间来计算频率。

相位差法则是通过测量信号与参考信号的相位差来计算频率。

三、应用场景频率计广泛应用于各个领域，例如通信、无线电、音频等。

在通信领域中，频率计常用于测量无线电信号的频率，以保证通信设备的正常工作。

在无线电领域中，频率计则用于测量无线电发射和接收设备的频率，以确保其符合规定的频率范围。

在音频领域中，频率计则用于测量音频信号的频率，以调整音响设备的音质。

四、设计实例以下是一个简单的频率计设计实例，以帮助读者更好地理解频率计的设计过程。

1. 硬件设计：选取合适的计数器芯片作为频率计的核心，通过计数器芯片的输入引脚接收待测信号，并通过计数器芯片的输出引脚输出计数结果。

同时，还需要设计适当的电路来保证信号的输入和输出的电平匹配。

2. 软件设计：使用合适的编程语言编写软件程序，通过读取计数器芯片的输出来计算频率。

软件程序需要实现信号的输入和输出的控制，以及频率计算的算法。

3. 测试和优化：在完成硬件和软件设计后，需要对频率计进行测试和优化。

通过输入不同频率的信号，对频率计的测量结果进行比对，以验证其准确性和稳定性。

如果测试结果不理想，则需要对硬件和软件进行调整和优化。

频率特性测试仪的设计国成哲;王中训;王文奇;张珉;娄阳【摘要】To measure the frequency characteristic of the linear time-invariant system,we proposed a design of a low cost FCI for university students.This instrument is based on FPGA and high-speed ADC/DAC system.It uses DDS to generate the sine wave sweep signal.Transformed by the DAC,it is output to the measured network.Then the response of the measured network is acquired by the ADC and sent to FPGA.The FPGA measures the changes of the amplitude and the phase of the signal and sends the results to PC to display.The instrument has a frequency range of 0～20 MHz,an input gain of ±40 dB,a phase resolution of 5°,and can display the amplitude-frequency curve and the phase-frequency curve in real-time.The results can be saved as files.The design is low cost,easy to implement and strongly scalable,and can meet the needs of the target population well.%为了对线性时不变系统进行频率特性进行测试,本设计提出了一种低成本、面向学生的频率特性测试仪的设计方案,本仪器为基于FPGA及高速ADC/DAC构建的数字频率特性测试仪系统.其通过DDS产生正弦扫频信号,经高速DAC转换输出,被测网络响应信号由ADC采集后输入FPGA,得出信号经被测网络后产生的幅度变化和相位变化.本仪器具有0～20 MHz的扫频范围、±40 dB输入增益范围、5°相位分辨率、可实时显示被测网络的幅频特性曲线和相频特性曲线,并可将测试结果保存为文件.本设计成本低、易实现、具有较强的可扩展性,可很好地满足目标人群的要求.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)011【总页数】6页(P102-106,110)【关键词】频率特性测试仪;现场可编程逻辑阵列;信号生成;信号采集【作者】国成哲;王中训;王文奇;张珉;娄阳【作者单位】烟台大学光电信息科学与技术学院,山东烟台264005;烟台大学光电信息科学与技术学院,山东烟台264005;烟台大学光电信息科学与技术学院,山东烟台264005;烟台大学光电信息科学与技术学院,山东烟台264005;烟台大学光电信息科学与技术学院,山东烟台264005【正文语种】中文【中图分类】TN911.22频率特性是以频率为变量描述系统特性的一种图示方法。