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智能化频率特性测试仪系统电路设计规则

来源:admin   发布时间:2018-09-15 04:34


传统特性测试(TestMeasure)仪扫频仪的信号源大多采用LC 电路构成的振荡器,大量使用分立元器件来实现各功能,显示部分采用传统的扫描显示器。因此传统结构的扫频仪不仅结构复杂、体积庞大、价格昂贵、操作复杂,而且由于各元件分散性大,参数(parameter)变化容易受外部环境变化影响(influence),精度不高。目前,以Agilent 等为代表的仪器设备生产(Produce)厂家提供了多种高性能的频率特性测试仪。但其产品主要集中在射频(RF)、微波等高频(Induction Heating)领域,中低频段的产品相对缺乏。本文基于直接数字频率合成(解释:由几个部分合并成一个整体)(DDS)的技术思想,采用DSP 和FPGA 架构的现代数字信号处理技术,设计了一台低成本,高度数字化和智能(intelligence)化的频率特性测试仪,实现了对20 Hz~150 MHz 范围(fàn wéi)内任意频段的被测网络幅频特性和相频特性测量和显示,完成了数据(data)存储回放和传输,-3 dB 带宽计算,峰值(peak)查找等功能。幅度检测(检查并测试)精度达到1dBm,相位检测精度1°的指标(target aim)。
ADSP-BF532和FPGA(EP1C3) 是控制(control)与数据(data)存储处理单元的核心。继电保护校验仪是新一代校验装置。该仪器内部的交直流电压、电流源采用了最新的电源技术,使仪器在电路设计、器件选型、面板布局、内部结构设计上达到国内先进水平。该仪器具有功能完善、选材优良、测试项目数据清晰、操作简单等优点,是电力继保部门的首选设备。DSP 通过PP
  I、SPI 和PF 接口与FPGA 进行双向数据通信,实现键盘(Keyboard)读取,DDS 扫描,A/D 采集,LCD扫描等功能,通过(tōng guò)UART 单元与计算机实现数据传输和远程控制(control)。继电保护测试仪是在参照电力部颁发的《微机型继电保护试验装置技术条件(讨论稿)》的基础上,广泛听取用户意见,总结目前国内同类产品优缺点,充分使用现代先进的微电子技术和器件实现的一种新型小型化微机继电保护测试仪。FPGA 完成了TFT_LCD和VGA 同步显示时序转换、键盘扫描、SPI 通信和信号分配等功能。另外,DSP 通过EBIU单元连接AM29LV800和MT48L32M16特性测试(TestMeasure)仪分别作为程序与工作状态存储器和数据存储与显示缓存。点击放大图片
AD9958采用25 MHz 外部时钟输入,经内部PLL 倍频后产生500 MHz 内核工作时钟。微机继电保护测试仪可独立完成微机保护、继电保护、励磁、计量、故障录波等专业领域内的装置测试,广泛应用于电力、石化、冶金、铁路、航空、军事等行业的科研、生产和电气试验现场。输出信号为两路同频的正弦和余弦信号。为避免数字噪声对信号产生干扰,芯片(又称微电路)的3.3 V 数字供电与模拟(定义:对真实事物或者过程的虚拟)供电部分需采用型网络隔离,并对模拟地接小电阻(resistance)到地平面以隔离干扰。由于芯片输出为电流(Electron flow)信号,需采用51Ω上拉到1.8 V 转换为电压信号,经LFCN-160集成滤波器(filter)滤除高频噪声,并采用差分运放AD8312抵消共模噪声。输出信号电平范围为-10~-3dBm.AD9958信号输出原理所示。
特性测试仪实现了对20 Hz~150 MHz 范围(fàn wéi)内任意频段的被测网络幅频特性和相频特性测量、数据存储、回放、峰值(peak)查找以及-3 dB 测量,Q 值查找等计算。由于大量采用大规模集成电路,不仅提高了系统的集成度,减小了体积,而目提升了仪器设备的性能和稳定性。实现了数字化、智能(intelligence)化、低成本。目前仪器已进人生产(Produce)阶段。
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