基于基于DSP的低频频率特性测试仪的设计的低频频率特性测试仪的设计
传统的频率特性测试仪不仅价格昂贵，且得不到相频特性，更不能保存频率特性图和打印频率特性图，也不能
与计算机接口，给使用者带来了诸多不便。而本文采用DDS技术作为扫频信号源；同时采用了集成模拟芯片
AD8302对幅度和相位进行检测，用DSP芯片TMS320VC5409和CPLD芯片EPM7128进行测量控制和数据处
理，人杌接口部分是利用单片机AT89C51实现，并配有打印机接口和串行通信接口。
传统的频率特性
1 系统总体方案设计系统总体方案设计
频率特性测试系统一般包含测试信号源、被测网络、检波及显示3个部分。本系统根据所要完成的测试功能及技术指标，
该系统应由扫频源、幅度相位测量电路、控制及运算部分、人机接口单元几部分组成。系统总体方框图如图1所示。
信号源电路由信号发生电路和信号调理电路两部分组成。在本系统中信号发生电路采用DDS技术(即直接数字频率合成技
术)实现，用于产生频率、持续时间等均可控的扫频信号，并能够满足一般用户对频率范围的要求；信号调理电路主要是对信
号中的噪声进行抑制并对输出信号的功率起到控制作用。
增益相位检测电路是为了检测被测网络两端的幅度差和相位差。先对被测网络两端的信号进行预处理后对其进行模拟鉴幅
和鉴相，然后把幅度差和相位差的模拟量由ADC转化为数字量，送给控制及数据处理电路进行分析处理。
控制及数据处理电路要完成逻辑控制、数据处理和与人机接口部分通信3个主要功能，由DSP和CPLD组成。主要用于控
制整个系统的协调工作，并对测量及人机接口部分来的数据进行分析处理。
图形显示及接口电路负责接收各种指令和显示测量结果，测量时扫频信号所需要的起始频率、终止频率、频率问隔、单频
点持续时间、信号功率等参数，以及测量完成后显示特性曲线时显示方式的设置，如：刻度大小选择、文字标注方式、坐标选
择等。
2 系统硬件设计系统硬件设计
系统由扫频源、幅度相位测量电路、控制及运算部分、人机接口单元几部分组成。
2．．1 扫频信号源设计扫频信号源设计
直接选用DDS技术设计扫频信号源。从设计要求低频和成本考虑，这里选择AD7008系列中20 MHz芯片。扫频信号源框
图如图2所示。由于AD7008内部没有时钟发生电路，所以需要外部时钟源提供时钟信号，本系统采用NBC12439为AD7008提
供时钟信号。
由于AD7008输出信号的幅度不能达到系统所要求的-55～+18 dBm的范围，故需要对信号进行放大，放大电路的设计较
为简单，为了便于对输出信号的功率控制使用了可控增益放大器，易于数字控制增益的大小；又因为输出信号的最大功率要达
到+18 dBm且信号频率最高达5 MHz，普通的运放难以达到要求，故使用射频放大器来提升信号的输出功率。AD7008所产生
的信号直接由器件内部的DAC输出，内部不含低通滤波器，故要对其输出信号进行滤波处理。
2．．2 幅度相位检测电路的设计幅度相位检测电路的设计
介绍用幅度相位检测芯片AD8302来检测被测网络的幅度和相位，及其信号调理电路，以及模拟／数字转换电路和相位的
极性判断电路。由于增益相位检测器AD8302要求被检测的两路信号功率在-60～0dBm范围内，为防止损坏器件，需对两路信
号进行功率调整，本系统使用了易于数字控制增益的可控增益放大器AD8369和对数放大器AD8307构成一个反馈系统进行自
动调整。对数放大器AD8307可以对信号的幅度进行检测，通过被检测到的幅度范围，系统调整可控增益放大器AD8369的放
大倍数，使增益相位检测器AD8302能够有效地对被测网络的增益和相位进行检测。将模拟增益和相位检测结果转化为数字量
的方法是采用ADC，由于检测结果是个慢变信号，因此对ADC的速度要求较低，本系统中具有3路模拟量要转化为数字量，因
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