2．2 测量控制电路方案论证
为在同一电路中实现不同参数的分步测量及自动量程转换，需设计通断控制电路。因此，这里采用模拟开关。因存在导通电阻，在选通时该电阻加于电路，会带来测量误差；继电器导通电阻较小，但相对于模拟开关规模大、电路分布参数，容易引起闭环测试电路的寄生振荡；考虑到精度，系统选用继电器控制不同参数测试电路的自动转换，通过添加补偿电容来避免振荡，为避免输出波形失真，系统还采用三极管共发射极电路对继电器进行控制。2．3幅值检测方案论证方案1：数字方法。由A／D转换器采样后将数据送入FPGA进行峰值检测或有效值检测，该方式可提高精度和稳定度，且避免了模拟器件不稳定或漂移等因素的影响，但受 A／D转换器采样速率的限制，所处理的信号频率达不到很高。方案2：模拟方法。包括峰值检波和有效值检波。前者通过控制电容充放电速度实现，后者基于交流信号有效值定义式，采用模拟电路实现，典型有效值检测器件如AD637。系统在测量AVD、KCMR时，输出信号的交流分量频率为5 Hz，故采用方案1；测量增益带宽积BWG时，输出频率范围为40 kHz～4 MHz，故采用方案2。
根据以上方案论证，系统总体框图如罔2所示。系统主要由信号发生、参数测试、测试电路控制和人机交互等模块组成，单片机和FPGA共同控制模块。5 Hz信号由FPGA内部DDS产生，扫频信号由AD9851产生；测量电路的输出结果经后级滤波、放大处理后由A／D转换器采样送至FPGA进行运算；单片机和FPGA通过继电器选择以测量电路和测量量程；FPGA提供键盘和显示器以实现人机交互；测量结果存储在RAM中，并能通过微型打印机打印出来。