扫频频率特性分析仪开题报告

 2022-10-14 16:19:40

1. 研究目的与意义

DDS是直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer)的英文缩写。

与传统的频率合成器相比,DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点,广泛使用在电信与电子仪器领域,是实现设备全数字化的一个关键技术。

在各行各业的测试应用中,信号源扮演着极为重要的作用。

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2. 课题关键问题和重难点

(1) 熟悉系统单片机Soc C8051F005的结构和工作原理 (2) 掌握系统C8051F005单片机的电路设计及相关设计  (3) 掌握扫频仪的原理与应用 (4) 掌握通过对单片机功能开发实现所需的功能 (5) 掌握通过对电子电路设计调试及仿真,利用相关关工具软件绘制出电路原理图所设计扫频仪的要求如下: (1)能够产生一个扫频信号 (2)能够对被测信号进行特性分析 难点:此次研究设计中我们没有选择我们大学里面所熟悉的430单片机而选择Silabs公司的C8051F005单片机,无形中增加了难度也是一次挑战。

但是C8051F单片机是完全集成的混合信号系统级芯片(SoC),具有与8051兼容的高速CIP-51内核,与MCS-51指令集完全兼容,片内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设及其他功能部件。

同时内置FLASH程序存储器、内部RAM,大部分器件内部还有位于外部数据存储器空间的RAM,即 XRAM.C8051F单片机具有片内调试电路,通过4脚的JTAG接口可以进行非侵入式、全速的在系统调试。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

目前一般的扫频源根据测频范围可分为低频扫频和高频源扫频仪。

采用扫频测量法测量幅频特性,其基本的思想是用频率的连续变换的信号加载北侧网络输入端,在输出端用检波等方法取得其幅频特性,并将其送入显示放大单元进行数据处理和显示【1】,从而在显示屏幕上观察期幅频特性曲线,由此可见,扫频仪信号源的质量以及通道的处理能力是扫频仪的两个重要方面,同时,扫频仪操作上是否以及人机界面是否友好【2】,也是衡量扫频仪的重要因素。

扫频信号发生器产生测试用的扫频信号,它是扫频仪系统的核心【3】。

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4. 研究方案

以单片机为核心,外围频率合成器、整流滤波、A/D转换、液晶显示、键盘控制等部分进行智能全自动化综合系统设计,工作原理后文详述,其系统如图一 以DSP芯片为核心,对外围宽带信号发生器、宽带信号接收器、液晶显示屏、控制面板等部分进行智能系统设计,其基本工作原理是:由信号发生单元产生一个从20Hz~2MHz的宽带信号输送到被测电路,其输出接到信号接收单元,再由DSP芯片进行频谱分析,扫频结果由液晶显示直观地显示出来,键盘采用轻触开关控制扫频范围、输出/输入信号衰减dB值等设置,其系统框图如图2所示。

  显而易见,方案1是一种传统的人工方案,测试麻烦,速度慢,工作效率低,不符合现代电子设计标准;方案2、3均是全自动化仪设计方案,方案3比方案2的测试性能、精度指标要好,但方案2的成本低廉,易于生产,因此我们选择方案2。

5. 工作计划

第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关参考资料,答疑;第 2 周 阅读相关资料,理解有关内容;第 3 周 翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;第 4 周 确定传感器、单片机等所需模块,参阅有关资料,分析控制系统动态特性测试电路工作原理;设计系统组成原理框图;第 5 周 设计信号输入、信号处理、显示模块的电路参数;绘制电路原理图;第 6 周 确定并绘制单片机系统电路,设计单片机扩展电路;完成中期检查;第 7 周 理解各模块的关系,设计控制硬件框图;进行硬件设计第 8 周 准备元器件,搭建、焊接硬件电路,对硬件部分进行测试;第9-11周硬件联调试和/软件调试; 第12周 整理资料,准备撰写论文;第13周 修改、完善并提交毕业论文; 第14周 评阅教师评阅论文,学生根据指导意见修改论文;验收实物成果,接受答辩资格审查;第15周 准备参加答辩第16周 毕业设计答辩及成绩评定。

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