电路网络幅频特性测试仪 .pdfVIP

1引言

频率特性是一个系统或网络对不同频率正弦输入信号的响应特性，电子测量中经

（）

常遇到的就是对未知系统或电路网络传输特性的测量，尤其是电路网络幅频特性的测量。一

般情况下，一个系统或电路网络的电路网络幅频特性就能表征其电气性能，如系统固有角频

率、系统阻尼率等。早期这些网络参数的测试是在固定频率点上逐点手工操作调节进行

,

的因此测试方法繁琐、效率低下，精度不高且不直观有时因取点有误还会得出错误的结

,,,

果。而专用测试工具大致可分为两类:一类是传统设备,如国产的BT4型低频特性测试

仪存在设备体积大（达余公斤）易有故障并且操作复杂等缺点难以满足尤其

,BT410,,,

是现场自动测试的要求;另一类是采用集数据采集和运算功能于一体的大规模新型芯片技术

制造的测试仪一般为进口产品价格昂贵，结构复杂维护困难体积庞大等缺点。

,,,,

随着单片微处理器技术的迅猛发展，并在智能仪表中得到了广泛的应用。软件来代替部

分硬件完成频率特性的测试,便成为一种比较理想而有效的途径。本设计以51单片机为主

要控制芯片，借助单片机的内部资源及其数据处理能力，采用大规模直接数字合成

（）技术，完成了一款便携式的电路网络幅频特性测试仪。该设计以触摸屏作为系统输

DDS

入，以菜单方式切换功能操作，以320*240图形点阵液晶屏作为系统输出，人机界面友

好。本系统在测量频带内，具有测量精度高，测量速度快，显示直观，并对一些测量参量采

用实时数字显示。

1.1测试原理

当系统的输入为正弦信号时则输出的稳态响应也是一个正弦信号其频率和输入信号

,,

的频率相同但幅度和相位发生了变化而变化取决于角频率。若把输出的稳态响应和输

,,X

入正弦信号用复数表示并求它们的复数比则得下式：

,,

j（）

GjAe

（）

1-1

Gj称为频率特性,A是输出信号的幅值与输入信号幅值之比,称为电路网络幅频特性。

ej（）是输出信号的相角与输入信号的相角之差称为相频特性。其中电路网络幅频特性是

,,

电路网络的一个重要特性,一般情况下一个电路网络的电路网络幅频特性就代表了此电路网

络的特性，所以本文探讨电路网络幅频特性参数的测试。在实际测量中用一个随着时间

,,

,并在一定频率范围内扫动的信号对被测电路网络进行快速、定性或定量的动

态测量,给出被测电路网络的电路网络幅频特性实时测量结果。测量原理见图1-1：

图1-1测量原理

由本系统产生正弦激励信号去激励被网络，通过采集输入被测网络之前的信号幅值与从

被测网络出来的信号的幅值，相除得到被测对各频率正弦信号的增益情况，从而得出被测网

络的电路网络幅频特性。

1.2国内外研究现状、发展动态