CN207937537U - 一种滤波器性能分析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种滤波器性能分析装置，该装置包括单片机、液晶显示屏、DDS信号发生模块、增益可调VGA电路和高速ADC模块，所述单片机分别与液晶显示屏、DDS信号发生模块和高速ADC模块连接，DDS信号发生模块与待测滤波器连接，待测滤波器与增益可调VGA电路连接，增益可调VGA电路与高速ADC模块连接；本实用新型的装置可测完整幅频特性曲线，并可测单一频率处的频率响应。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种滤波器性能分析装置，尤其涉及一种基于扫频法的滤波器性能分析装置，属于电子信息领域。
背景技术
滤波器的作用是让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。滤波器可以对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的信号，或消除一个特定频率后的电源信号。现今，滤波器被广泛地用在通信、广播、雷达以及许多仪器和设备中。滤波器的应用频率范围极宽，有适用于低到零点几赫兹的滤波器，也有高到微波波段的滤波器，航天技术、手持设备等新型领域对器件小型化的要求越来越高，而集成电路制造水平突飞猛进的发展使这一要求得以实现。
在放大器中，放大倍数随频率变化的关系为Au(jω)==Au(ω)ejφ(ω)，式中Au(ω)表示电压放大倍数的大小和频率之间的关系，称为幅频特性。幅频特性就是指系统对于不同频率的输入信号的响应特性曲线，幅度大的位置对应通带，也就是对应频率成分通过系统有较小衰减，幅度小的位置对应阻带，也就是对应频率成分通过系统有较大衰减。因此幅频特性可以用来表征滤波器系统的传输特性，是滤波器系统电气性能的直观表现。
在电路设计中选用滤波器时往往要考虑滤波器的电气特性。因为幅频特性曲线能够直观的反映出滤波器对于不同频率的衰减程度，所以常常利用测试滤波器的幅频特性曲线来分析滤波器的电气特性。
现在常用的测量方法有点频测量法，利用信号发生器，手动增加信号发生器输出频率逐点测量出滤波器的幅频特性曲线，这种方法不仅费时费力，而且往往会丢掉幅频特性曲线中的一些细节。另一种方法就是利用通用的幅频特性测试仪器，然而现今的幅频特性测试仪造价高，易于损坏，而且对于滤波器系统的专用性不强。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中存在的问题，提供一种可测完整幅频特性曲线，并可测单一频率处频率响应的基于扫频法的滤波器性能分析装置。
为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：一种滤波器性能分析装置，包括单片机、液晶显示屏、DDS信号发生模块、增益可调VGA电路和高速ADC模块，所述单片机分别与液晶显示屏、DDS信号发生模块和高速ADC模块连接，DDS信号发生模块与待测滤波器连接，待测滤波器与增益可调VGA电路连接，增益可调VGA电路与高速ADC模块连接。
对上述技术方案得进一步设计为：所述DDS信号发生模块包括DDS信号发生器和自动增益控制AGC电路，单片机与DDS信号发生器连接，DDS信号发生器与自动增益控制AGC电路连接，自动增益控制AGC电路与待测滤波器连接。
该装置还包括按键模块，所述按键模块与单片机连接。
所述单片机采用STM32单片机。
所述液晶显示屏为LCD液晶显示屏。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型利用单片机外加模拟电路设计了一款基于扫频法的滤波器性能分析装置，集成度较高，资源利用率高，体积小，便于携带。
本实用新型中DDS信号发生器可输出0-70MHz正弦信号，在级联自动增益控制AGC电路后，输出信号幅值稳定，并可设置扫频频段范围，可测低频至高频的滤波器，适用性强通用性广。
利用按键可以切换DDS信号输出频率模式，此实用新型不仅可以测试幅频特性曲线，同样可以测试单一频率处的滤波器系统频率响应特性。
本实用新型克服了传统测试幅频特性曲线效率低下的缺点，可以做到自动测量幅频特性曲线，并在此基础上添加了可测滤波器系统单一频率处系统响应特性的功能。
附图说明
图1是本实施例装置的原理框图。
图2是本实施例装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
为了使实用新型的目的、技术方案以及优点更清楚明白，以下结合附图及实例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施举例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实施例的滤波器性能分析装置包括STM32单片机，LCD液晶显示屏，DDS信号发生模块，自动增益控制AGC电路，增益可调VGA电路，高速ADC模块和按键模块。STM32单片机分别与LCD液晶显示屏、DDS信号发生模块和高速ADC模块连接，DDS信号发生模块与待测滤波器连接，待测滤波器与增益可调VGA电路连接，增益可调VGA电路与高速ADC模块连接。
其中，DDS信号发生模块利用AD9851模块构建，包括DDS信号发生器和自动增益控制AGC电路，单片机与DDS信号发生器连接，DDS信号发生器与自动增益控制AGC电路连接，自动增益控制AGC电路与待测滤波器连接。
本实施例的装置利用DDS信号发生器产生频段可调的扫频信号，也可以通过按键切换模式为单一频率的正弦信号，用来测试完整幅频特性曲线和单一频率处频率响应。由于DDS模块输出的正弦信号平坦度不高，在扫频过程中幅度一直在变化，作为信号源无法做到稳定输出，所以在DDS输出后级联自动增益控制AGC电路，用以稳定正弦信号的输出幅值。
经过稳幅的正弦信号输入待测滤波器系统内，在待测滤波器输出端级联增益可调VGA电路，根据信号需求利用滑动变阻器改变模块的电压增益值，调节信号电压，即通过VGA的可调增益改变输出信号的幅值放大倍数，然后经过高速ADC模块采样的待测滤波器输出信号幅值被送入STM32单片机内部，单片机将高速ADC模块的采样数据作为坐标系Y轴的幅值数据，STM32单片机中控制DDS信号发生器输出信号频率的数据作为坐标系X轴的频率数据，单片机利用（X，Y）坐标在LCD显示屏画出幅频特性曲线或者单一频率处的系统频率响应。
本实施例的装置结构如图2所示，装置的壳体一侧设有信号输出端口1和信号输入端口2，该装置连接有电源线3，显示屏4设置于壳体正面，按键模块设置于显示屏4周围，包括电源开关5、调幅旋钮6、扫频/单一频率模式按钮7、频率下限设置按钮8、频率上限设置按钮9、显示屏开关10。当用户使用该装置时，先接通电源，打开电源开关5，设备处于待机状态，将信号输出端口1输出的正弦信号接入待测滤波器系统，将待测滤波器系统输出接入信号输入端口2，利用扫频/单一频率模式按钮7选择输出的信号模式为扫频模式或者是单一频率模式，利用频率下限设置按钮8和频率上限设置按钮9选择扫频范围或者是单一频率的频率设定，最后利用调幅旋钮6在LCD显示屏上调整出适当的幅频特性曲线。本实施例中LCD屏幕可以实时显示DDS输出信号模式、扫频频段的范围，以及幅频特性曲线的绘制。
本实用新型的技术方案不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本实用新型要求保护的范围内。
Claims (5)
1.一种滤波器性能分析装置，其特征在于：包括单片机、液晶显示屏、DDS信号发生模块、增益可调VGA电路和高速ADC模块，所述单片机分别与液晶显示屏、DDS信号发生模块和高速ADC模块连接，DDS信号发生模块与待测滤波器连接，待测滤波器与增益可调VGA电路连接，增益可调VGA电路与高速ADC模块连接。
2.根据权利要求1所述滤波器性能分析装置，其特征在于：所述DDS信号发生模块包括DDS信号发生器和自动增益控制AGC电路，单片机与DDS信号发生器连接，DDS信号发生器与自动增益控制AGC电路连接，自动增益控制AGC电路与待测滤波器连接。
3.根据权利要求2所述滤波器性能分析装置，其特征在于：还包括按键模块，所述按键模块与单片机连接。
4.根据权利要求3所述滤波器性能分析装置，其特征在于：所述单片机采用STM32单片机。
5.根据权利要求3所述滤波器性能分析装置，其特征在于：所述液晶显示屏为LCD液晶显示屏。
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|---|---|---|---|
| CN201820419698.4U CN207937537U (zh) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | 一种滤波器性能分析装置 |
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| CN207937537U true CN207937537U (zh) | 2018-10-02 |
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| CN (1) | CN207937537U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110568259A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-12-13 | 西安科技大学 | 远程幅频特性测量装置 |
| CN110609161A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-24 | 江苏理工学院 | 基于stm32的太阳能便携式示波器 |
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