幅频与相频特性测试仪的电路设计方案(工程核心代码)

简介：
本项目聚焦于设计一种用于测试电子设备幅频与相频特性的仪器电路。通过优化硬件配置及软件算法，实现精确测量和高效数据分析，为工程实践提供强有力的技术支持。 本作品基于零中频正交解调原理设计了一个简易频率特性测试仪，用于测量网络的幅频特性和相频特性。 总体框图采用DDS芯片AD9854及STM32单片机作为控制单元产生扫频信号，并通过按键控制实现1MHz到40MHz范围内以最小步进为100kHz进行连续扫频输出和点频测量。RLC串联谐振电路用作被测网络。 具体设计包括： - 正交信号源：选择DDS芯片AD9854，编程控制其产生两路幅度相同且正交的信号，并通过滤波使正弦波平滑化后放大至1.24V。 - 乘法器电路：选用ADI公司的AD835乘法器处理输入信号（带宽为250MHz），输出表达式W=X*Y+Z，其中X、Y是待测信号，Z用于系统调零。调节R4可使偏置电压在0至-2.5V之间变化。 - 滤波与放大：设计低通滤波器以去除高频分量并保留直流部分，并加一级带共模电压的放大电路确保STM32内置ADC仅采集正电平信号。 - ADC 设计: 为保证测量精度，I和Q通道要求平衡对称。DDS后的放大及滤波电路完全一致，参数元件相同且PCB走线同样设计。由于频率扫描时间较长（每步100kHz需两秒），整个频段内391个点的采样速率需求不高，因此选用STM32片上ADC即可满足要求。 - 被测网络：采用RLC串联谐振电路作为测试对象；中心频率设定为20MHz，有载品质因数4。根据给定参数计算得出电容值（18pF）和线圈的感抗（约3.52uH），电阻则确定在10Ω。 程序设计方面，在系统启动后会进入初始化状态，并通过功能选择界面响应不同的按键操作切换工作模式，主流程图展示了整个系统的运行逻辑。代码开发使用了Keil MDK-5集成环境并附有详细注释的源码文件。