1.設計摘要
頻率特征測試儀是用來測量電路傳輸特性和阻抗特性的儀器，簡稱掃頻儀。掃頻信號源是掃頻儀的主要功能部件，作用是產生測量用的正弦掃頻信號，其掃頻范圍可調，輸出信號幅度等幅。本設計采用DDS（數字頻率合成技術）產生掃頻信號，以Xilinx FPGA為控制核心，通過A/D和D/A等接口電路，實現掃頻信號頻率的步進調整、幅度與相位的測量，創新的使用了計算機軟件作為儀器面板來顯示被測網絡幅頻特性與相頻特性，并且測試結果可保存到各種存儲介質中。
2.適用范圍以及針對用戶群
作為一種儀器可以用于各種實驗教學及科研場合。
圖1 整體設計框圖
3.具體功能模塊
3.1 DDS掃頻信號產生模塊
直接數字頻率合成技術（Direct Digital Frequency Synthesis簡稱DDS）是一種全數字技術，與傳統的頻率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速轉換時間等優點，廣泛使用在電信與電子儀器領域，是實現設備全數字化的一個關鍵技術。
DDS的基本原理是：相位累加器對頻率控制字進行累加，利用相位累加寄存器的值對存儲正弦波形的查找表進行尋址，使之輸出相應的幅值碼，幅值碼再經過數模轉換器DAC得到相應的階梯波，最后使用橢圓低通濾波器對其平滑得到所需的連續波形頻率信號。
圖2 DDS原理圖
3.2 被測系統參數測量模塊
1）幅頻特性測量：掃頻信號輸出幅值是確定的，只需測出被測系統輸出信號的幅度，即可算得其增益。測量輸出幅值使用A/D轉換器及外圍檢測電路實現。
2）相頻特性測量：掃頻信號和被測系統輸出信號經過觸發電路變換為矩形波，送入測相邏輯電路中。測相邏輯電路由參考時鐘對相位差進行計數測量，從而得到兩者的相位差值。
3.3 上位機軟件設計部分
我們使用VB進行軟件編程，通過MSComm控件進行串口通信，控制系統的工作狀態和波形數據的顯示。通過軟件設置可以控制掃頻信號的起始頻率和終止頻率。顯示時可以直接顯示和對數顯示，并可以通過文件的方式將波形數據保存下來。軟件界面如圖所示：
圖3 上位機軟件界面
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