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简易频率特性测试仪
摘要：本系统以MSP430单片机为核心，由DDS频率合成器及其调理电路、
RLC被测网络、高速乘法器、低通滤波、高精度ADC及显示电路等构成。高速
DDS频率合成器AD9854产生两路正交信号，其中一路通过RLC谐振网络，其
输出的信号与原始两路正交信号分别通过乘法器形成两路带有直流分量的混频
信号，通过低通滤波提取出该直流信号进入数模转换器，根据公式
A
1
tan()
AMP=22和Ang=即可得出原始信号通过谐振网络后得到的幅度
ABB
与相位值，通过扫频测试即可得到幅频与相频曲线。经测试，本设计满足题目所
有基础部分和部分发挥部分要求。
关键字：DDS、待测网络、高速乘法器、MSP430f169
1
一、系统方案
1、总体方案设计
本系统设计由DDS频率合成器AD9854实现两路正交信号的产生，其中一
路信号经过被测网络产生待测信号，待测信号与原始的两路正交信号都通过比较
器形成方波，再将该待测信号与原始正交信号通过锁相放大电路产生两路带有直
流分量的待测信号信号，经过低通滤波形成纯正直流信号后根据AMP=22
AB
A
1
tan()
得到幅度，Ang=B得到相角。
系统框图：
AD835乘法器OPA227构成的AD1115数模转换器
有源低通滤波
被测RLC网络
AD8954信号合成器测试显示网络
OPA227构成的
AD835乘法器AD1115数模转换器
有源低通滤波
MSP430单片机
图1-1系统框图
2、DDS方案的论证与选择
方案一：模拟器件实现。采用AD公司AD9854高速DDS模拟器件，通过
单片机编程，写入频率控制字和相位控制器，实现不同频率相位的波形输出。
方案二：线上可编程逻辑器件构成。通过FPGA，构建内部DDS模块，编
程控制频率及通过DA输出产生相应的波形。
方案一通过单片机控制，程序简单，AD9854内部时钟速率最高为300MHz，
且该芯片输出误差及输出失调都较小，完全可以满足题目要求。方案二中若想输
出高频波形，则需将FPGA时钟进行倍频，这样会导致输出的频率值不能满足本
2
题0.0001的误差范围，同时对DA的要求非常高，综上所述，我们采用方案一。
3、乘法器方案的论证与选择
方案一：利用运放、比较器、电子开关等搭建乘法器。采用两路同相和反向
输入放大器做为输入放大，经过比较器将参考信号转为方波信号。电子开关用作
相敏解调，
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