CN203745579U - 一种基于波形叠加的频率特性测试仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于波形叠加的频率特性测试仪器，包括扫频信号发生装置，波形叠加电路，第一、第二峰值检测电路，第一、第二模数转换电路，相位极性检测电路，处理器模块；本实用新型通过波形叠加电路实现了扫频信号发生装置的输出信号与被测无源网络的输出信号同相相加，且通过相应的峰值检测电路记录输入信号的第一个峰值，实现了幅频、相频特性曲线的高精度、高带宽的要求。

Description

一种基于波形叠加的频率特性测试仪器

技术领域

本实用新型涉及一种频率特性测试仪器，特别是涉及一种基于波形叠加的频率特性测试仪器。

背景技术

频率特性是一个系统(或网络)对不同频率正弦输入信号的响应特性。频率特性包括幅频特性和相频特性，幅频特性即放大电路的电压放大倍数与频率的关系；相频特性即输出信号与输入信号的相位差与频率之间的关系。在电子测量中，频率特性是各种电路系统及电子仪器的重要性能指标之一，是一个网络性能最直观的反映。因此，频率特性测试仪被广泛应用于电子工程等领域，尤其是模拟、高频及射频电子线路中。传统的频率特性测试仪大多是用LC电路构成的扫频振荡器，其存在结构复杂、体积庞大、价格昂贵、功能单一、操作繁杂、性价比较低等缺点。其方法是在一系列规定的频率点上，逐点测量网络增益，从而确定幅频特性曲线，用这种方法得到的幅频特性曲线比较精确，但其缺点是操作繁琐、工作量大、容易漏测某些细节，不能反映出被测网络的动态特性。目前，市场上现有的频率特性测试仪有模拟式和数字式两种，也不能很好地满足用户的需求，要么存在设备体积大、易有故障、并且操作复杂等缺点，难以满足尤其是现场自动测试的要求，要么就是结构复杂、价格昂贵、维护困难，在实际应用中用户难以接受。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单，成本低，维护方便的基于波形叠加的频率特性测试仪器。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于波形叠加的频率特性测试仪器，包括扫频信号发生装置，波形叠加电路，第一、第二峰值检测电路，第一、第二模数转换电路，相位极性检测电路，处理器模块；所述扫频信号发生装置的信号输出端分别与一被测无源网络的信号输入端和波形叠加电路的第一信号输入端，以及相位极性检测电路的第一信号输入端相连，所述被测无源网络的信号输出端分别与波形叠加电路的第二信号输入端和第二峰值检测电路的信号输入端，以及相位极性检测电路的第二信号输入端相连；所述波形叠加电路的输出信号依次通过第一峰值检测电路、第一模数转换电路输入至处理器模块的第一输入端，所述第二峰值检测电路的输出信号通过第二模数转换电路输入至处理器模块的第二输入端，所述处理器模块的第三输入端与相位极性检测电路的输出端相连。

进一步，所述处理器模块还与显示单元相连。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本实用新型通过波形叠加电路及外围电路实现了扫频信号发生装置的输出信号与被测无源网络的输出信号同相相加，且通过相应的峰值检测电路记录输入信号的第一个峰值，实现了幅频、相频特性曲线的高精度、高带宽的要求。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的基于波形叠加的频率特性测试仪器的电路框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

见图1、一种基于波形叠加的频率特性测试仪器，包括扫频信号发生装置，波形叠加电路，第一、第二峰值检测电路，第一、第二模数转换电路，相位极性检测电路，处理器模块；所述扫频信号发生装置的信号输出端分别与一被测无源网络的信号输入端和波形叠加电路的第一信号输入端，以及相位极性检测电路的第一信号输入端相连，所述被测无源网络的信号输出端分别与波形叠加电路的第二信号输入端和第二峰值检测电路的信号输入端，以及相位极性检测电路的第二信号输入端相连；所述波形叠加电路的输出信号依次通过第一峰值检测电路、第一模数转换电路输入至处理器模块的第一输入端，所述第二峰值检测电路的输出信号通过第二模数转换电路输入至处理器模块的第二输入端，所述处理器模块的第三输入端与相位极性检测电路的输出端相连。

所述处理器模块还与显示单元相连。所述处理器模块还设有与上位机通讯的通讯接口。

其中，所述波形叠加电路采用同相相加的电路形式，配合宽带、低功耗、低失真的OPA694芯片，用于将所述扫频信号发生装置的输出信号波形和通过被测无源网络的信号波形进行叠加。

所述第一、第二峰值检测电路结构相同，其采用一种电容保持电压的方法，只要输入信号的第一个峰到便将这个信号的峰值记录下来。运用极少元件，就可以达到宽频带、高精度的要求。

所述相位极性检测电路采用超高速比较器TLV3502和双D触发器SN7474构成，具有结构简单的特点。

所述第一、第二模数转换电路结构相同，其采用模数转换芯片ADS7883，精度为16位，功耗低。

所述处理器模块采用12位超低功耗单片机MSP430，使用3.3V直流电压供电。

所述显示单元采用3.3寸TFT电容触控屏幕，图像显示细节和色彩丰富。

本实用新型的操作过程如下：操作人员将本实用新型的两个测试引线接到需要测试的被测无源网络的两侧后，扫频信号发生装置即会产生正弦波扫频信号，正弦波扫频信号通过被测无源网络之后，会输出一个正弦波信号，通过波形叠加电路将被测无源网络的输出信号与扫频信号发生装置产生的正弦波信号进行叠加，输出叠加后的正弦波信号，第一峰值检测电路后输出该叠加信号幅值的模拟电压信号，再经过第一模数转换电路将模拟电压信号转换为数字信号，由处理器模块得出叠加信号的幅值大小；同时被测无源网络输出的正弦波信号通过第二峰值检测电路后输出该正弦波信号幅值的模拟电压信号，再经过第二模数转换电路将模拟电压信号转换为数字信号，输入至处理器模块。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种基于波形叠加的频率特性测试仪器，其特征在于包括扫频信号发生装置，波形叠加电路，第一、第二峰值检测电路，第一、第二模数转换电路，相位极性检测电路，处理器模块；

所述扫频信号发生装置的信号输出端分别与一被测无源网络的信号输入端和波形叠加电路的第一信号输入端，以及相位极性检测电路的第一信号输入端相连，

所述被测无源网络的信号输出端分别与波形叠加电路的第二信号输入端和第二峰值检测电路的信号输入端，以及相位极性检测电路的第二信号输入端相连；

所述波形叠加电路的输出信号依次通过第一峰值检测电路、第一模数转换电路输入至处理器模块的第一输入端，

所述第二峰值检测电路的输出信号通过第二模数转换电路输入至处理器模块的第二输入端，

所述处理器模块的第三输入端与相位极性检测电路的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的基于波形叠加的频率特性测试仪器，其特征在于，所述处理器模块还与显示单元相连。