基于AD9854和FPGA的頻率特性測試儀

作者：孫緒望高子航李登時間：2015-03-26 來源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：　　摘要：基于零中頻正交解調(diào)原理的頻率特性測試儀，用于檢測被測網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性和相頻特性。系統(tǒng)采用集成數(shù)字直接頻率合成器AD9854產(chǎn)生雙路恒幅正交余弦信號，作為掃頻信號源，以FPGA為控制核心和運算平臺，結(jié)合濾波器、放大器、混頻器及ADC電路，實現(xiàn)對雙端口網(wǎng)絡(luò)在1-40MHz頻率范圍內(nèi)頻率特性的點頻和掃頻測量，并在LCD屏上實時顯示相頻特性曲線和幅頻特性曲線。　　引言　　AD9854數(shù)字合成器是高度集成的器件，它采用先進(jìn)的DDS技術(shù)，片內(nèi)整合了兩路高速、高性能正交D/A轉(zhuǎn)換器，在高穩(wěn)定度時鐘的驅(qū)動

　　3 系統(tǒng)軟件流程

本文引用地址：http://2s4d.com/article/271655.htm

　　系統(tǒng)以FPGA為控制核心，控制AD9854產(chǎn)生正交信號，進(jìn)行功能選擇以及數(shù)據(jù)處理。開機初始化后進(jìn)入功能按鍵等待狀態(tài)，功能按鍵包括頻率步進(jìn)設(shè)置、掃頻起始與終止頻率設(shè)置、單點頻率設(shè)置、幅頻特性和相頻特性測量與顯示等。軟件流程圖如圖5所示。

　　4 誤差分析

　　系統(tǒng)誤差來源主要包括：(1)掃頻信號源的正交性。系統(tǒng)設(shè)計基于正交解調(diào)原理，信號源正交性的偏差直接導(dǎo)致測量結(jié)果誤差增大。AD9854產(chǎn)生的正交信號正交性誤差較小。(2)系統(tǒng)布局布線。整板信號為高頻信號，對PCB電路的布局布線要求較高，尤其是AD9854外圍電路布局，數(shù)字和模擬部分應(yīng)分開，數(shù)字地和模擬地之間單點共地，且應(yīng)做好電路每一處電源的去耦。(3)混頻器的直流漂移?；祛l器是系統(tǒng)的核心器件，器件的直流漂移直接導(dǎo)致濾波器輸出的直流信號的誤差。實際測量時AD835輸出有40mV左右的固定直流偏移，根據(jù)AD835的特性在其Z輸入引腳設(shè)計調(diào)零電路，使輸出直流漂移為0。

　　5 結(jié)語

　　系統(tǒng)完成簡易頻率特性測試儀的全部功能和指標(biāo)，信號幅度平衡誤差≤1.4%，相位差誤差絕對值≤1.30°，掃頻頻率范圍及步進(jìn)在1MHz-40MHz之間可任意設(shè)置，步進(jìn)為100kHz時單次最大掃頻時間為1.2s。頻率特性測試儀輸入輸出阻抗為50Ω，可進(jìn)行點頻和掃頻測量;幅頻特性測量誤差絕對值小于0.5dB，相頻特性測量誤差絕對值小于5º;電壓增益顯示的分辨率為0.1dB，相位顯示分辨率為0.1º。

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