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數(shù)字鎖相放大器的實(shí)現(xiàn)研究

作者: 時間:2012-05-31 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

4.2 大信號幅值測試
利用33250A函數(shù)/任意波形發(fā)生器產(chǎn)生周期為20 kHz,幅度從5~150 mV、步進(jìn)為5 mV的正弦波信號作為測試信號的輸入(不經(jīng)過電阻衰減網(wǎng)絡(luò))。此信號經(jīng)過前端模擬電路的14倍放大、濾波和采樣后,在DSP中進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。當(dāng)ADC的采樣率fs=420kHz時,測試結(jié)果如圖8所示。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/186322.htm

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由測試結(jié)果可知,在輸入信號為5~150 mV時,系統(tǒng)具有較好的線性度,測試的相對誤差在0.5%以內(nèi)。
4.3 小信號幅度測試
在μV級小信號測試時,由于環(huán)境噪聲、外界干擾及電阻熱噪聲等因素的影響(幅度通常在mV級),經(jīng)放大、濾波處理后的有用信號淹沒在強(qiáng)噪聲中,已經(jīng)無法通過示波器觀測其時域波形。將待測信號的頻率設(shè)定為20 kHz,然后以1 mV為起始,步進(jìn)為0.5 mV地改變輸入正弦波的幅度,此信號經(jīng)過999:1的精密電阻衰減網(wǎng)絡(luò)后產(chǎn)生μV級的待測信號。此信號經(jīng)過前級14 000倍的放大后進(jìn)入ADC。為了盡量減小噪聲對測試的影響,保持較高的測試精度,系統(tǒng)合理地降低了采樣頻率。實(shí)際測試中,采樣頻率設(shè)定為400 kHz。測試結(jié)果如圖9所示。
由測試結(jié)果可知,當(dāng)待測信號的幅度在1~40μV時,系統(tǒng)具有較好的線性度,系統(tǒng)測試的幅度相對誤差小于2%。
4.4 頻率一致性測試
可以測定一定頻率范圍內(nèi)的微弱周期信號。不同頻率信號的幅度測試準(zhǔn)確度是其重要的技術(shù)指標(biāo)。設(shè)置33250A函數(shù)/任意波形發(fā)生器輸出的正弦周期信號幅度恒定為1 mV(不經(jīng)過電阻衰減網(wǎng)絡(luò)),將信號經(jīng)過500倍的放大,改變輸入信號的頻率對其進(jìn)行測試。實(shí)際測試結(jié)果如圖10所示。

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由圖10可以看出,當(dāng)輸入信號的幅度恒定為1 mV時,頻率從1 kHz變化到120 kHz,系統(tǒng)測試的相對誤差小于0.9%。

5 結(jié)語
本文對的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了一種利用DSP串行接口配合DMA方式的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),最大限度地降低了系統(tǒng)的硬件復(fù)雜度。同時針對這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集過程中采用了一種雙緩沖的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不僅避免了采用雙口RAM或者FIFO等器件而導(dǎo)致硬件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和成本的上升,而且具有采樣頻率靈活可控的特點(diǎn)。將此結(jié)構(gòu)稍加改變,就可以應(yīng)用于其他的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。同時基于降采樣的思想,利用積分梳狀濾波器和半帶濾波器,實(shí)現(xiàn)了一種高效的窄帶低通濾波器,滿足了對精度和實(shí)時性的要求。系統(tǒng)的整體測試結(jié)果表明,當(dāng)輸入信號為mV量級時,系統(tǒng)測試相對誤差小于0.5%;當(dāng)輸入信號為μV級時,系統(tǒng)測試的相對誤差小于2%。同時系統(tǒng)在1~120 kHz的工作范圍內(nèi),具有較好的一致性,幅度測試誤差不超過0.9%。

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