09年电子设计竞赛--低频扫频仪的设计2 - CSDN文库

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低频扫频仪的设计与制作

1 引言

　　

当今世界，电子科技飞速发展，数字化、网络化、信息化，影响着人们的衣、食、住、

行。但现有电子科研实验室缺少频率在 1MHz 以下的扫频仪器，严重阻碍了科研人员的创作

速度。语音信号要进行数字处理时，首先必须经过采样、量化、编码，由 Nyquist 采样定理

可知，若要无失真地重建原始信号，采样频率必须大于或等于原始信号最高频率的两倍

（Ws≥2Wh），否则采样信号的频谱将会发生混叠，此时，无法恢复原始信号，显然原始信

号的频率 Wh 越低，采样频率 Ws 也越低，数码率也就越低，并可大大减少存储空间和信息

传输速率，于是，可以在采样之前使原始信号通过一个低通滤波器，只允许低于 Ws／2 的频

率分量通过，而将更高的频率分量滤除。由语音信号的标准可知，在采样前可通过带通滤波

将语音信号的频带限制在 300Hz～3400Hz 范围内。无疑，在以上这一系列语音信号处理过

程中，缺少不了 1MHz 以下的扫频仪器，特别是进行 300Hz～3400Hz 带通滤波器的设计与

生产时，在调整与测试过程中必须使用低频扫频仪进行数据检验。

2 方案的设计与论证

　　　　根据上述要求，我们可有以下三种设计方案：

　（1）借助实验室的低频信号发生器与示波器，

用人工的方法进行定点描测，即由低频信号发生器产生一个一个的频率点输送到被测电路，其输出接到示波

器，观测它的各个频率点的衰减幅度，并记录下来进行数据分析。

　

　（2）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，其系统框图如图 1 所示。

　

　（3）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。

　

　　　　　3 扫频仪的工作原理　　　　在电子测

量中，经常遇到对网络的阻抗特性

和传输特性进行测量的问题，其中

传输特性包括增益和衰减特性、幅

频特性、相频特性等。用来测量前

述特性的仪器我们称为频率特性测

试仪，简称扫频仪。它为被测网络

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评论1

yyaixx92624946

2013-08-25

一般~不太详细

haidong1999

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