专利名称：数字式频率特性测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字式频率特性测试仪。
技术背景要测量一个电路网络系统的幅频和相频特性，一般要采用频率特性测试仪，即扫频仪，模拟式扫频仪价格昂贵，体积庞大，操作复杂，给使用者带来诸多不便，已经逐渐不能 满足用户的要求。数字式频率特性测试仪已经逐渐代替模拟式扫频仪成为研究和设计的方 向。目前，现有技术的数字式频率特性测试仪的电路原理方框图如图1所示D触发器的输 入端由扫频信号输出作为输入，CP端由扫频信号输入作为输入，并且扫频信号的输入和输 出接鉴相器的两个输入端，鉴相器输出得到信号的相位差信息，即为最大脉宽为0. 5信号 周期的方波信号，并通过计数器得到相位差值，再由D触发器则判断信号为超前还是滞后， 如果D触发器Q端输出若为0，则为超前，若为1，则为滞后；若为超前状态，则说明信号延时 超过了 0. 5个信号周期，此时，相位差应为计数器所得到的计数值加上0. 5个信号周期值， 即180°，若为滞后状态，则信号延时就是计数器所得到的计数值。这种数字式频率特性测 试仪虽然可以准确的得出电路网络的相频特性，但是它能够测试电路网络的相频特性的相 位差值的范围只能限制在0 360°以内，即一个频率周期之内，超出这个范围，现有技术 的数字式频率特性测试仪将无法确定所测得的相位差值是我们所记录的值，还是记录的值 加上360°或者360°的倍数以后的值，即现有技术的数字式频率特性测试仪无法准确的 测试相移大于360°的电路网络的相频特性
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，克服现有的技术缺陷，提供一种能测试相移大 于360°的电路网络的相频特性的数字式频率特性测试仪。本实用新型的技术解决方案是，提供一种数字式频率特性测试仪，它包括扫频信 号、被测网络，它还包括两个整形放大电路、模拟开关和单片机，所述扫频信号输出端分别 与模拟开关的一端和第一整形放大电路输入端连接，所述第一整形放大电路输出端与单片 机连接，所述模拟开关的另一端与被测网络连接，所述模拟开关的控制端与单片机连接，所 述被测网络与第二整形放大电路的输入端连接，所述第二整形放大电路的输出端与单片机 连接。采用上述结构后，本实用新型具有以下优点扫频信号经过第一整型放大电路转换为占空比为1 1的方波，然后送入单片机 中，由单片机本身的外部中断0接收，单片机与模拟开关连接并通过控制模拟开关的开断， 控制扫频信号何时输入到被测网络，扫频信号进入被测网络后产生延时，然后通过第二整 形放大电路后，转换成方波，送入到单片机中，由单片机的外部中断1接收。频率特性测试 仪工作时，由单片机控制模拟开关使扫频信号开始输入到被测网络中，同时启动单片机的 定时器T0，当扫频信号通过被测网络之后产生延时，然后再次进入到单片机中时，由单片机的外部中断1接收到信号，此时定时器TO停止，单片机读取定时器TO中的数值，经过简单 的计算得到电路网络延时超出360°的周期数，然后与原数字式频率特性测试仪得出的一 个周期内的相位差值相加得到最终的相位差值。这种数字式频率测试仪通过定时器精确地 计算出了整个信号通过被测网络后的总延时时间，通过这个定时器计数值得到具体的超出 360°范围的周期数是非常准确的，加上(Γ360°以内的相位测量的准确性，可以测量超过 一个周期的相移大于360°的电路网络的相频特性。
附图1是现有技术数字式频率特性测试仪的电路方框图；附图2是本实用新型数字式频率特性测试仪的电路方框图；附图3是本实用新型数字式频率特性测试仪的工作原理流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。如图1所示，本实用新型提供一种数字式频率特性测试仪，它包括扫频信号、被测 网络，它还包括两个整形放大电路、模拟开关和单片机，所述扫频信号输出端分别与模拟开 关的一端和第一整形放大电路输入端连接，扫频信号由扫频信号源产生，在此处为峰值为 2V的正弦波，此处，扫频信号分为两路，一路进入第一整形放大电路，整形为占空比为1 1 的方波，另一路通过模拟开关进入到被测网络中，所述第一整形放大电路的输出端与单片 机连接，扫频信号整形之后形成的方波进入到单片机中，所述模拟开关的另一端与被测网 络连接，所述模拟开关的控制端与单片机连接，由单片机控制模拟开关动作，模拟开关控制 着扫频信号与被测网络之间的通断，所述被测网络与第二整形放大电路的输入端连接，所 述第二整形放大电路的输出端与单片机连接，扫频信号通过被测网络后经过延时之后的信 号通过第二整形放大电路整形成占空比为1 1的方波，并进入到单片机中。上述中的两 个整形放大电路，为一般的将正弦波整形放大为方波的电路，为现有技术，故不在此赘述， 在本实例中单片机采用的型号为AT89S52。本实用新型的工作原理为频率特性测试仪工作时，由单片机控制模拟开关使扫 频信号开始输入到被测网络中，同时启动单片机的定时器Τ0，，当扫频信号通过被测网络之 后产生延时，然后整形放大之后再次进入到单片机中时，由外部中断1接收到信号，此时定 时器TO停止，单片机读取定时器TO中的数值，经过简单的计算得到电路网络相位差值的周 期数，然后与原数字式频率特性测试仪得出的一个周期内的相位差值简单计算得到最终的 相位差值。其具体步骤如下步骤(1)由整形后的扫频方波信号的下降沿触发单片机的外部中断0，并初始化 定时器TO ；步骤(2)打开模拟开关，同时启动定时器TO ；步骤(3)退出外部中断0，等待被测网络输出信号；步骤(4)接收到被测网络输出信号，并由整形后的方波信号的下降沿触发外部 中断1 ；[0018]步骤(5)停止定时器T0，同时读取定时器TO中的数值；步骤(6)退出外部中断1，通过定时器TO中的数值计算得到相位差值的周期数， 并与一个周期内的相位差值计算得到最终的相位差值。所述 计算相位差值的计算公式为B = NX360+C，其中B为相位差值，C为一个周期 内的相位差值，N为相位差值的周期数；N = A/T-1，其中A为定时器TO中读取的值，T为一 个信号周期值。可以看出，这种数字式频率测试仪通过定时器精确地计算出了整个信号通过被测 网络后的总延时时间，并且通过这个定时器计数值得到具体的超出360°范围的周期数是 非常准确的，加上0 360°以内的相位测量的准确性，故其可以准确测量超过一个周期的 相移大于360°的电路网络的相频特性。
权利要求一种数字式频率特性测试仪，它包括扫频信号、被测网络，其特征在于它还包括两个整形放大电路、模拟开关和单片机，所述扫频信号输出端分别与模拟开关的一端和第一整形放大电路输入端连接，所述第一整形放大电路输出端与单片机连接，所述模拟开关的另一端与被测网络连接，所述模拟开关的控制端与单片机连接，所述被测网络与第二整形放大电路的输入端连接，所述第二整形放大电路的输出端与单片机连接。
专利摘要本实用新型涉及一种数字式频率特性测试仪，它包括扫频信号、被测网络，它还包括两个整形放大电路、模拟开关和单片机，扫频信号输出端分别与模拟开关的一端和第一整形放大电路输入端连接，第一整形放大电路输出端与单片机连接，模拟开关的另一端与被测网络连接，模拟开关的控制端与单片机连接，被测网络与第二整形放大电路的输入端连接，第二整形放大电路的输出端与单片机连接。这种数字式频率特性测试仪能测试相移大于360°的电路网络的相频特性。
文档编号G01R31/28GK201611380SQ201020120238
公开日2010年10月20日 申请日期2010年2月24日 优先权日2010年2月24日
发明者吕彬, 曹莹, 王卓远, 陈成择, 陈晓明, 陶吉利 申请人:浙江大学宁波理工学院