一種儀器集成的幅頻特性測量儀的設(shè)計方案

為了保證讀取的數(shù)值準(zhǔn)確，系統(tǒng)選擇了幾個頻率點(diǎn)進(jìn)行波形校正操作，方法是通過USB接口控制數(shù)字示波器進(jìn)行一次“AUTO SET”操作，當(dāng)發(fā)送頻率在10 Hz~1 kHz,1~100 kHz 或者100 kHz~10 MHz 時分別對數(shù)字示波器進(jìn)行一次波形校正操作，校正程序如圖5所示。

接著通過USB接口讀取數(shù)字示波器通道1和通道2測量所得的有效值(RMS)[10],計算增益并填充至增益數(shù)組，單位為dB,見圖6.最后使用express面板上的圖形顯示控件“expressXY圖”函數(shù)來實現(xiàn)X-Y圖顯示(見圖7)。

3 系統(tǒng)測試

連接計算機(jī)、盛普F40型DDS信號源和TDS1000C-SC 系列數(shù)字存儲示波器，將函數(shù)信號源輸出端連接待測電路輸入端，數(shù)字示波器通道Ⅰ連接待測電路的輸入端，通道Ⅱ連接待測電路的輸出端。在用戶界面中選擇DDS 信號源對應(yīng)的串口(如COM1)和數(shù)字存儲示波器對應(yīng)的USB接口，輸入所需的開始頻率、結(jié)束頻率和幅度，并選擇掃頻方式。設(shè)置完成后點(diǎn)擊開始按鈕即可開始測量。圖8為一個中心頻率約為16 kHz的帶通濾波器的實測幅頻特性結(jié)果。

被測帶通濾波器的中心頻率約為16 kHz.實測中掃頻范圍從1~60 kHz,掃描60個頻點(diǎn)大約需時2分30秒。若需要提高幅頻特性曲線的測量精度，可以增加掃頻點(diǎn)。

4 結(jié)語

本文以LabVIEW8.6為設(shè)計平臺，利用實驗室的計算機(jī)、帶數(shù)字控制接口的盛普F40型數(shù)字合成函數(shù)信號源和泰克TDS1012C數(shù)字存儲示波器，實現(xiàn)電路網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性測試。該方案中所采用的方法，測試了巴特沃斯低通濾波器、帶通濾波器和調(diào)諧放大器等電路的幅頻特性。實驗結(jié)果證明了該方案在應(yīng)用中的有效性和實用性。在此基礎(chǔ)上還可進(jìn)一步獲得相頻特性。與商用設(shè)備相比，本系統(tǒng)雖然響應(yīng)時間較慢，用戶界面仍有待改進(jìn)，但其編程與控制簡單，只需利用實驗室的已有設(shè)備，是提高高校教學(xué)實驗室設(shè)備資源利用率的一種可行方案。