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测量仪表相关技术文章基于DDS和FPGA器件实现频率特性测试仪的设计

1、引言

在电路测试中。常常需要测试频率特性。电路的频率特性体现了放大器的放大性能与输入信号频率之间的关系。频率特性测试仪是显示被测电路幅频、相频特性曲线的测量仪器。在此,采用集成的直接数字合成器(DDS)AD985l,现场可编程门阵列(FPGA)及外围测量电路设计了一个频率特性测试仪。

2、 系统总体设计方案

图1给出该测试仪的系统结构框图。它主要包括控制及运算模块、测量电路模块、显示模块、信号源模块等。考虑到该系统不仅需要运算,而且还需要必要的数字控制电路,因此控制及运算模块选用了单片机与FPGA相结合方式。由于DDS采用了相位累加合成技术,在数字域中实现频率合成.可以输出高精度与高纯度的频率信号,不仅频率范围大,精度高,控制性好,易于实现,而且避免采用单片函数发生器作为信号源时,外接电容电阻对频率的影响,其速度也比采用数字锁相环(PLL)频率合成技术快。因此,根据系统所需信号源的频带及频率分辨率等参数的要求,采用集成DDS器件作为信号源。AD985l是ADI公司推出的基于先进CMOS技术的高集成度DDS,在外接参考频率源时,它能产生频谱纯净、频率和相位都可控且高稳定度的正弦波,具有即时频率转换,控制灵活,体积小,成本低,功耗小等优点。AD985l的最高晶体振荡器为180 MHz,具有32位频率分辨率。

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