基于DDS的简易网络导纳分析仪设计

"简易网络导纳分析仪是一种用于测量网络负载导纳参数的仪器，它由马骏设计，田老师提供指导。仪器的核心是凌阳单片机SPCE061A，配合数字控制DDS芯片AD9851、功率放大模块、电压电流测量电路以及人机交互界面。其主要功能是生成100Hz至10KHz的正弦信号，驱动网络负载，并通过导纳模测量模块和导纳角测量模块进行参数测定。关键技术和组件包括DDS技术、AD637集成芯片和鉴相器计数器系统。设计目标是实现低输出电阻和大输出电压峰峰值的正弦信号发生器，以及测量网络的电导、电纳、电导模和导纳角。" 在设计网络导纳分析仪的过程中，考虑了多种方案。首先，方案一是使用集成函数发生器芯片如ICL8038，虽然它可以产生多种波形，但由于不能精确控制频率步进，不适合作为本项目的信号源。其次，方案二采用了锁相式频率合成（PLL），这种方法虽然能够提供稳定的频率，但频率范围和锁定时间的问题限制了其应用。最后，选择了方案三，即直接数字频率合成（DDS）技术，因为DDS可以灵活地生成不同频率的正弦波，并且具有较高的频率分辨率和稳定性。 DDS技术的工作原理是基于相位累加器和正弦查找表。相位累加器在参考时钟的驱动下累加相位增量，生成的相位信息被用来查寻存储在EPROM中的正弦函数表，从而得到所需频率的正弦波。这种方式允许快速改变频率，且精度较高，适合于网络导纳分析仪的需求。 导纳分析仪的其他组成部分也值得讨论。功率放大模块用于增强信号以驱动网络负载，而导纳模测量模块和导纳角测量模块则依赖于AD637集成芯片来测量电压和电流的真有效值，以计算导纳模。导纳角测量则是通过零比较和鉴相器计数器系统来实现，通过测量信号的相位差来确定。 为了提高测量精度，设计者对各个电路模块的误差进行了分配优化，确保整个系统的最佳测量性能。最终，测量结果显示在液晶显示屏上，为人机交互提供了直观的界面。 简易网络导纳分析仪结合了先进的DDS技术、精确的信号处理电路和优化的误差分配策略，为网络导纳参数的测量提供了高效、准确的解决方案。这一设计不仅满足了特定频率范围内的信号发生要求，还实现了对网络负载导纳参数的全面分析。