CN101871971A - 电路网络相频特性的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电路网络相频特性的测量方法，它包括以下步骤：(1)单片机读取扫频信号，并判断信号的频率值F；(2)单片机根据扫频信号频率值F计算计数信号的频率值F1；(3)将未经过被测电路网络的扫频信号和经过被测电路网络的扫频信号输出至鉴相器，得到相位差信号；(4)将鉴相器输出的相位差信号和计数信号相与得到计数脉冲；(5)将计数脉冲输出到计数器，得到脉冲数的计数值B；(6)根据计数值B计算相位差值N。这种电路网络相频特性的测量方法能够实现不同信号频率的电路网络的等精度测量。

Description

电路网络相频特性的测量方法
技术领域：
本发明涉及一种用于数字式频率特性测试仪的电路网络相频特性的测量方法。
背景技术
要测量一个电路网络***的幅频和相频特性，一般要采用频率特性测试仪，即扫频仪，模拟式扫频仪价格昂贵，体积庞大，操作复杂，给使用者带来诸多不便，已经逐渐不能满足用户的要求。数字式频率特性测试仪已经逐渐代替模拟式扫频仪成为研究和设计的方向。现有技术的一种电路网络相频特性的测量方法是将未经过被测电路网络的扫频信号和经过被测电路网络的扫频信号通过鉴相器得出相位差信号，然后将时钟信号和相位差信号相与得出计数脉冲，再通过计数器计算脉冲数得到相位差值信息。
这种电路网络相频特性的测量方法测试单一频率的电路网络***的相频特性是准确的，但是要测量信号频率不同的电路网络时，往往所加的扫频信号频率也不同，即扫频信号频率需要跟着电路网络信号频率的变化而变化，而这种电路网络相频特性的测量方法种外加时钟信号的固定不变性使得低频率信号的检测精度远远高于高频率的检测精度，导致整体相位差值测量的不稳定性，测得相位差值的精度会随着电路网络信号频率的变化而变化，不能实现不同信号频率的电路网络的等精度测量。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是，克服现有的技术缺陷，提供一种能够实现不同信号频率的电路网络的等精度测量的电路网络相频特性的测量方法。
本发明的技术解决方案是，提供一种电路网络相频特性的测量方法，它包括以下步骤：
步骤(1)：单片机读取扫频信号，并判断信号的频率值F；
步骤(2)：单片机根据扫频信号频率值F计算计数信号的频率值F1；
步骤(3)：将未经过被测电路网络的扫频信号和经过被测电路网络的扫频信号输出至鉴相器，得到相位差信号；
步骤(4)：将鉴相器输出的相位差信号和计数信号相与得到计数脉冲；
步骤(5)：将计数脉冲输出到计数器，得到脉冲数的计数值B；
步骤(6)：根据计数值B计算相位差值N。
步骤(2)中计算计数信号的频率值F1的计算公式为：F1＝A×F，其中A为精度系数，其值为一设定的常数值。
步骤(3)中计算相位差值N的计算公式为：N＝360×B/A。
本发明采用上述电路网络相频特性的测量方法，单片机可以根据扫频信号频率的大小控制计数信号频率的大小，最终达到在扫频信号扫频过程中计数信号频率能够跟着扫频信号频率做扫频动作，使得每个频率下的信号都有一个对应的计数脉冲与之相与，这样通过控制这种对应关系，使得计数器的计数值直接反应相位差的关系，不管所测电路网络的信号频率如何变化，扫频信号频率如何变化，测得的相位差值的精度都是相同的，实现了不同信号频率的电路网络的等精度测量。
附图说明：
附图1是本发明的电路网络相频特性的测量方法工作流程图；
附图2是采用本发明电路网络相频特性的测量方法的数字式频率特性测试仪的电路原理方框图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图2所示，为采用本发明电路网络相频特性的测量方法的数字式频率特性测试仪，它包括扫频信号输出，扫频信号输入，两个整形放大电路，D触发器，单片机，鉴相器，与门和计数器，所述扫频信号输出与第一整形放大电路输入端连接，所述第一整形放大电路的输出端接D触发器的输入端，所述扫频信号输入与第二整形放大电路的输入端连接，所述第二整形放大电路的输入端与D触发器的CP端及鉴相器的输入端连接，所述鉴相器的输出端与与门的输入端连接，所述与门的输出端与计数器连接，所述D触发器的输出端和计数器均与单片机连接，它还包括数字频率合成器，即DDS，所述数字频率合成器的输入端与单片机连接，输出端与与门的输入端连接。在本实例中单片机采用的型号为AT89S52。
如图1所示，本发明提供一种电路网络相频特性的测量方法，它包括以下步骤：
步骤(1)：单片机读取扫频信号，并判断信号的频率值F；
单片机通过与D触发器的输出端连接读取经过被测网络之后的扫频信号，得出扫频信号的频率值F。
步骤(2)：单片机根据扫频信号频率值F计算计数信号的频率值F1；所述计算扫频信号的频率值F1的计算公式为：F1＝A×F，其中A为精度系数，其值为一设定的常数值。在本实例中单片机计算得出频率值F1后控制DDS输出频率值为F1的计数信号。
步骤(3)：将未经过被测电路网络的扫频信号和经过被测电路网络的扫频信号输出至鉴相器，得到相位差信号；
步骤(4)：将鉴相器输出的相位差信号和计数信号相与得到计数脉冲；
步骤(5)：将计数脉冲输出到计数器，得到脉冲数的计数值B；
步骤(6)：根据计数值B计算相位差值N。
所述计算相位差值N的计算公式为：N＝360×B/A。
做为最优，设定计数信号的频率为扫频信号频率的360倍。即A＝360，这样，相位差就能够直接反应在计数值上，一个计数值单位就是一个度数的相位差。采用这种电路网络相频特性的测量方法，不管电路网络信号频率如何变化，测得相位差值的精度都是相同的，并且使得所需的计数器只需要能够计数超过180，这种计数器市场上非常普遍，成本较低，从而使数字式频率特性测试仪的成本降低。

Claims (4)

1.一种电路网络相频特性的测量方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤(1)：单片机读取扫频信号，并判断信号的频率值F；
步骤(2)：单片机根据扫频信号频率值F计算计数信号的频率值F1；
步骤(3)：将未经过被测电路网络的扫频信号和经过被测电路网络的扫频信号输出至鉴相器，得到相位差信号；
步骤(4)：将鉴相器输出的相位差信号和计数信号相与得到计数脉冲；
步骤(5)：将计数脉冲输出到计数器，得到脉冲数的计数值B；
步骤(6)：根据计数值B计算相位差值N。
2.根据权利要求1所述的电路网络相频特性的测量方法，其特征在于：步骤(2)中计算计数信号的频率值F1的计算公式为：F1＝A×F，其中A为精度系数，其值为一设定的常数值。
3.根据权利要求1所述的电路网络相频特性的测试方法，其特征在于：步骤(3)中计算相位差值N的计算公式为：N＝360×B/A。
4.根据权利要求2或3所述的电路网络相频特性的测量方法，其特征在于：A的值为360。
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