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单片机实现电路幅频和相频曲线的测试与绘制

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简介:
本项目通过单片机技术实现了对电路幅频特性和相频特性曲线的有效测量及可视化展示,为电子工程领域提供了便捷高效的分析工具。 使用单片机完成电路幅频和相频曲线的测试及绘制任务。采用AD9854作为信号产生模块,并通过LCD显示幅频与相频曲线。此外,还可以利用按键调节信号步进及范围。

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  • 线
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    本项目通过单片机技术实现了对电路幅频特性和相频特性曲线的有效测量及可视化展示,为电子工程领域提供了便捷高效的分析工具。 使用单片机完成电路幅频和相频曲线的测试及绘制任务。采用AD9854作为信号产生模块,并通过LCD显示幅频与相频曲线。此外,还可以利用按键调节信号步进及范围。
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    本资源提供详细的幅频曲线与相频曲线分析,包括其定义、绘制方法及工程应用实例,适用于电子工程与信号处理领域的学习研究。 在信号处理领域,幅频特性和相频特性是分析系统频率响应的重要工具,在滤波器设计、控制系统分析以及通信系统研究中有广泛应用。本段落将深入探讨这些知识点,并基于MATLAB这一强大的数学计算软件讲解如何计算和绘制这些曲线。 首先了解什么是幅频特性和相频特性:当一个系统对不同频率的输入信号进行响应时,其输出信号的幅度与频率的关系称为幅频特性;而输出信号相对于输入信号的相位差与频率的关系则为相频特性。这两者共同构成了系统的频率响应,揭示了系统对不同频率成分的过滤能力。 MATLAB作为功能强大的数值计算环境提供了丰富的函数和工具箱来处理信号处理任务。在这个案例中可能会用到以下MATLAB函数: 1. `fft`:快速傅里叶变换,用于将时域信号转换为频域信号,是计算幅频特性的基础。 2. `plot`:绘制图形的函数,可以用来画出幅频曲线和相频曲线。 3. `unwrap`:处理相位连续性问题,确保相频特性平滑。 4. `freqz`:专门用于数字滤波器的幅频和相频特性的计算。 在MATLAB中通常的操作步骤如下: 1. 定义输入信号,可以是一个简单的正弦波或随机序列。 2. 使用`fft`函数来计算信号的频谱。 3. 计算幅频特性:通过取频谱绝对值并除以输入信号峰值得到归一化的幅频响应。 4. 对于相频特性,则从频谱中取出相位部分,然后使用`unwrap`处理相位跃变问题。 5. 使用`plot`函数绘制横坐标为频率、纵坐标分别为幅值和相位的曲线图。 文档中的内容可能包含了MATLAB代码示例及计算过程详细步骤,并展示了最终的结果。阅读这些资料有助于更好地理解如何在实践中应用上述理论知识。 掌握系统对不同信号频段增益情况(通过分析幅频特性)以及了解信号延迟或提前信息(相频特性的揭示),对于理解和设计各种信号处理系统至关重要。
  • Excel率-度特性线
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    本教程详细介绍如何使用Excel软件绘制电子电路中常见的频率-幅度特性曲线,帮助读者掌握数据分析与图形展示技巧。 在Excel中绘制幅频特性曲线的详细步骤如下: 1. 准备数据:首先需要准备频率与对应的幅度值的数据表。 2. 输入数据:将上述准备好的数据输入到Excel工作表中,一般情况下,频率放在一列(例如A列),相应的幅度值放在另一列(例如B列)。 3. 选择图表类型:选中所有要绘制曲线的单元格区域。在“插入”选项卡下找到“散点图或气泡图”,点击并选择最合适的子类别来创建幅频特性曲线,通常情况下会选择带有平滑线和数据标记的散点图。 4. 调整图表设置:双击生成的图表进行进一步调整,比如修改坐标轴名称、刻度范围等。确保X轴代表频率值而Y轴表示幅度值,并根据需要对图形样式做出适当改变以提高可视化效果。 5. 添加网格线和标题(可选): 在“设计”或“格式化图表区域”选项卡下添加水平/垂直网格线,这有助于更准确地读取数据点的位置。同时也可以为整个图表加上一个清晰易懂的标题。 以上步骤可以帮助您在Excel中成功绘制出幅频特性曲线图。
  • 收音
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    本项目介绍了一种集调幅和调频于一体的单片集成收音机电路设计,详细讲解了其工作原理、组成结构及应用前景。 收音机接收电路使用了国产芯片CD1191CB和CD1691CB,这两种芯片采用贴片封装形式。
  • AD转换及FFT变换量(含线).zip
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    本资源提供AD转换与FFT变换技术以实现信号幅值、频率的精确测量,并包含实时电压曲线绘制功能。适合电子工程学习与研究。 基于STM32的实时电压转换,并通过FFT计算幅值和频率。可以自行调用文件中的.c文件,在TFT屏幕上绘制曲线。
  • 特性设计
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    本项目旨在设计一种新型的幅频与相频特性测试仪,用于精确测量电子电路中的频率响应。该仪器将具备高精度、宽范围的特点,并能有效分析信号传输过程中的失真情况,广泛应用于通信工程及科研领域。 扫频仪、幅频特性仪和相频特性仪是电子工程与通信技术领域常用的测试设备,主要用于分析并测量电路或系统的频率响应。这些仪器的设计涉及多个关键知识点,包括信号发生器、频率扫描、滤波器分析以及幅度和相位的测量等。 首先来看扫频仪的功能及其设计要点:这是一种能够连续改变输入信号频率的设备,通过观察输出信号的变化来确定被测系统在不同频率下的响应。构建一个精确且可调的频率源是其设计的核心,这通常涉及到锁相振荡器或直接数字合成(DDS)技术的应用。采用DDS可以实现快速、平滑地调整频段,并提供高分辨率的频率输出。 幅频特性仪的主要作用在于测量系统对输入信号幅度响应的变化情况,在不同测试条件下观察系统的性能表现。这一过程往往需要利用扫频仪产生的信号通过待测元件或电路,随后使用检测器来记录并分析输出端口处的电压大小变化。设计此类设备时需考虑如何选择合适的检波技术、放大及衰减组件等环节以确保测量结果准确可靠。 相频特性仪则用于评估系统在输入频率改变时所产生的相位偏差情况。实现这一功能通常需要将参考信号与实际输出进行比较,通过特定的电路来获取两者之间的差异值。设计过程中必须保证良好的稳定性以及足够的精度要求,可能需要用到诸如锁相环路(PLL)或者数字信号处理技术等方法。 提供的资料包中涵盖了多个方面: - 基于DDS原理构建扫频仪的方法; - 幅频特性的理论背景及其测量手段; - 相位响应的分析与计算技巧; - 不同类型检波器的设计思路及应用实例; - 信号处理和数据采集系统架构方案。 此外还包含实验操作指南、数据分析流程以及具体案例解析等内容,旨在帮助读者全面理解这些测试设备的工作机理,并掌握实际设计中的关键要素。对于希望深入了解扫频仪及其特性测量仪器的工程师或科研人员而言,此资料集是一份非常有价值的参考资料。 在进行相关系统的设计时还需关注噪声抑制效果、动态范围大小、线性度表现以及频率分辨率等因素,确保最终产品能够满足行业标准与客户需求。
  • 基于STM32F407特性
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    本项目设计了一款基于STM32F407微控制器的幅频和相频特性测试仪,适用于电路系统的频率响应分析。通过精确测量不同频率下的信号幅度与相位差,为电子工程师提供可靠的测试工具。 基于STM32F407的幅频特性和相频特性测试仪的设计主要源码包含在内。
  • RC特性位特性
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    本实验旨在通过测量不同频率下RC电路的电压比和相位差,分析其幅频特性和相位特性,并绘制波特图以直观展示结果。 RC回路的幅频特性和相位特性测量Labview程序设计涉及使用LabVIEW软件来实现对RC电路频率响应特性的分析。通过编写相应的程序代码,可以有效地获取并展示不同频率下RC网络的电压增益和相移数据。这种实验有助于深入理解电子学中基本滤波器的工作原理及其应用。
  • Faster_RCNNP-R线及视
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    本项目介绍如何使用Faster R-CNN算法绘制目标检测中的P-R曲线,并演示了Faster R-CNN在视频目标检测上的应用。 该项目包含三个文件:demo_video.py用于训练好的模型进行视频检测;pr-curve.py用于绘制P-R曲线(方法一);pascal_voc.py用于绘制P-R曲线(方法二)。
  • 特性设计方案(工程核心代码)
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    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。