基于89C55和FPGA的频率特性测试仪设计

"基于89C55和FPGA的频率特性测试仪设计与实现" 本文介绍了设计一种用于测试频率特性的仪器，该仪器利用89C55微控制器和FPGA（Field-Programmable Gate Array）构建了一个最小系统。这种测试仪的核心功能是直接显示待测网络的幅频相频特性，对于电子工程师和研究人员来说，具有较高的实用价值。 频率特性测试仪主要由以下几个部分组成： 1. **信号发生器**：系统采用DDS（直接数字频率合成）技术，能够在FPGA内部生成所需频率的信号，提供给被测网络，用于激发其频率响应。 2. **被测双T网络**：双T网络是一种常见的电子电路，用于模拟各种网络的频率特性，此处作为测试对象。 3. **真有效值检波**：真有效值检波器用于将交流信号转换为其直流等效值，确保测量结果不受信号波形的影响，提供准确的幅度信息。 4. **相位检测**：同样在FPGA内部实现的相位检测模块，用于测量输入信号和输出信号之间的相位差，这有助于理解网络的相频特性。 5. **LCD显示及幅频特性曲线显示**：用户可以通过LCD屏幕直观地查看测试结果，包括幅频特性和相频特性曲线，使得数据读取更为便捷。 6. **按键输入**：用户通过按键输入需求，如频率范围等，以定制测试条件。 系统采用多周期同步计数相位测量法，这是一种精确测量相位的方法，可以提高频率特性的测量精度。此外，系统的稳定性、用户界面的友好性和操作的简便性都是其设计亮点，实现了频率特性的数字化分析。 关键词涉及到的技术点有：89C55微控制器，它是一种8位的微处理器，常用于控制系统的数据处理；FPGA，作为一种可编程逻辑器件，可以灵活配置为各种数字逻辑功能；DDS技术，用于快速生成精确的频率信号；真有效值检波用于处理非正弦波信号；相位测量是理解电路响应的关键。 这个测试仪的实现结合了软件和硬件设计，体现了嵌入式系统在电子测量领域的应用，对于教学、科研以及工业生产环境中的电路调试和分析具有重要的实践意义。