频率特性测试仪制造技术

本申请公开了一种频率特性测试仪，包括上位机、FPGA控制模块、传输模块、AD采集模块和DA转换模块，上位机配置有点频信号产生模块、频率特性分析模块，点频信号产生模块通过MATLAB生成点频信号，频率特性分析模块接收FPGA模块的数据并通过MATLAB进行频率特性分析，FPGA控制模块实现各模块的通信协议和数据的缓存，传输模块，被配置为频率特性分析模块和FPGA控制模块之间的数据传输通道，AD采集模块，被配置为将模拟信号转换为数字信号，DA转换模块，被配置为将数字信号转换为模拟信号。本公开的频率特性测试仪可以实现对数据的高速处理与分析，而且可以直观地观察波形，便于对数据结果分析。

Frequency characteristic tester

【技术实现步骤摘要】
频率特性测试仪
本公开涉及频率测试
，尤其涉及一种频率特性测试仪。
技术介绍
目前，频率特性测量仪器大致可以分为两种类型：一种是传统设备，易出现故障且操作复杂，不能满足工程人员现场测试的需求；另一种是集数据采集和运算于一体的新型设备，一般为进口产品，价格昂贵，不易维护。FPGA(Field-Programmable-Gate-Array)器件内部资源丰富且集成度高，用户可以通过编程实现电路的定制，灵活性较好；通过计算机专用设计软件可以方便地设计输入、编译综合、仿真测试，设计出预定的电路；芯片内部采用并行运行的方式，可以快速完成大数据量的运算，但硬件电路中信号以二进制形式输出，可视性差，不便于结果分析。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出了一种频率特性测试仪，包括上位机、FPGA控制模块、传输模块、AD采集模块和DA转换模块；其中，所述上位机配置有点频信号产生模块、频率特性分析模块；所述FPGA控制模块的第一输入输出端电连接所述传输模块，并通过所述传输模块与所述上位机进行数据通信；所述FPGA控制模块的输出端与所述DA转换模块的输入端电连接，所述DA转换模块的输出端适用于电连接待测系统；所述FPGA控制模块的输入端与所述AD采集模块的输出端电连接，所述AD采集模块的输入端适用于电连接所述待测系统；所述点频信号产生模块，被配置为通过MATLAB生成点频信号并将所述点频信号通过所述传输模块输出至所述FPGA控制模块；其中，所述点频信号的步进、采样点、采样频率、起始频率和终止频率为设定值；所述FPGA控制模块，被配置为通过所述传输模块接收所述点频信号产生模块输出的所述点频信号，并将所述点频信号输入至所述DA转换模块；所述DA转换模块，被配置为接收所述FPGA控制模块输出的所述点频信号并将所述点频信号转换为模拟信号输入至所述待测系统；所述AD采集模块，被配置为接收所述待测系统输出的响应信号，并将所述响应信号转换为数字信号并传输至所述FPGA控制模块；所述FPGA控制模块，还被配置为接收所述AD采集模块输出的所述数字信号，并将所述数字信号通过所述传输模块输入至所述频率特性分析模块；所述频率特性分析模块，被配置为通过所述传输模块接收所述FPGA模块输出的所述数字信号并通过MATLAB进行频率特性分析。在一种可能的实现方式中，所述DA转换模块包括数模转换单元、滤波器单元和幅度调节单元；所述数模转换单元与所述FPGA控制模块的输出端电连接；所述滤波器单元的输入端与所述数模转换单元的输出端电连接；所述滤波器单元的输出端与所述幅度调节单元的输入端电连接；所述幅度调节单元的输出端，适用于电连接所述待测系统；所述数模转换单元，被配置为接收所述FPGA控制模块输出的所述点频信号并将所述点频信号转换为所述模拟信号，将所述模拟信号输出至所述滤波器单元；所述滤波器单元，被配置为接收所述数模转换单元输出的所述模拟信号并去除所述模拟信号的噪声，将所述模拟信号输出至所述幅度调节单元；所述幅度调节单元，被配置为接收所述滤波器单元输出的所述模拟信号并将所述模拟信号的幅度调整到第一特定值，将所述模拟信号输出至所述待测系统；其中，所述第一特定值的范围为：-5V—5V。在一种可能的实现方式中，所述AD采集模块包括AD转换单元、衰减电路单元；所述衰减电路单元的输入端，适用于电连接所述待测系统；所述AD转换单元的输入端与所述衰减电路单元的输出端电连接；所述AD转换单元的输出端与所述FPGA控制模块电连接；所述衰减电路单元，被配置为接收所述待测系统的响应信号并将所述响应信号的电平转换到第二特定值，将所述响应信号输出至所述AD转换单元；所述AD转换单元，被配置为接收所述衰减电路单元的输出的所述响应信号并将所述响应信号转换为数字信号，将所述数字信号输出至所述FPGA控制模块；其中，所述AD转换单元包括AD转换芯片，所述第二特定值的范围为：1V—3V。在一种可能的实现方式中，所述衰减电路单元包括第一电容组，二极管组、运算放大器组和第一电阻组；所述第一电阻组包括第一电阻部分、第二电阻部分和第三电阻部分；所述运算放大器组包括第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器；所述第一电阻部分与所述AD转换单元电连接；所述第二电阻部分与所述第一运算放大器电连接；所述第三电阻部分与所述第三运算放大器电连接；所述第一电容组与所述AD转换单元电连接；所述二极管组与所述第一运算放大器电连接。在一种可能的实现方式中，所述幅度调节单元包括第二电容组、电感组、第二电阻组和第四运算放大器；所述第二电阻组包括第四电阻部分和第五电阻部分；所述电感组包括第一电感部分和第二电感部分；所述第二电容组包括第一电容部分和第二电容部分；所述第四电阻部分与所述第四运算放大器的正输入端电连接；第一电感部分与所述第四运算放大器的正输入端电连接；第一电容部分与所述第四运算放大器的正输入端电连接；所述第五电阻部分与所述第四运算放大器的负输入端电连接；所述第二电感部分与所述第四运算放大器的负输入端电连接；所述第二电容部分与所述第四运算放大器的负输入端电连接。在一种可能的实现方式中，所述传输模块包括USB接口；所述USB接口为USB3.0接口；所述USB接口类型为MicroB接口。在一种可能的实现方式中，所述频率特性分析模块包括幅频特性分析单元、相频特性分析单元和GUI单元；所述幅频特性分析单元，被配置为检测输入信号的幅值；所述相频特性分析单元，被配置为检测输出信号和输入信号相位的差值；所述GUI单元，被配置为通过MATLAB的图形化界面显示幅频特性和相频特性的分析结果。在一种可能的实现方式中，还包括SMA接口和BNC接口；所述SMA接口接收-5V—5V的电压信号，并将所述电压信号输入所述AD采集模块。在一种可能的实现方式中，所述数模转换单元包括DA转换芯片；所述滤波器单元为巴特沃斯低通滤波器。在一种可能的实现方式中，所述通信协议包括GPIFII协议。本公开的频率特性测试仪，包括上位机、FPGA控制模块、传输模块、AD采集模块和DA转换模块，上位机配置有点频信号产生模块、频率特性分析模块，点频信号产生模块，被配置为通过MATLAB生成点频信号，频率特性分析模块，被配置为接收FPGA模块的数据并通过MATLAB进行频率特性分析，FPGA控制模块，被配置为实现各模块的通信协议和数据的缓存，传输模块，被配置为频率特性分析模块和FPGA控制模块之间的数据传输通道，AD采集模块，被配置为将模拟信号转换为数字信号，DA转换模块，被配置为将数字信号转换为模拟信号。本公开的频率特性测试仪可以实现对数据的高速处理与分析，而且可以直观本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种频率特性测试仪，其特征在于，包括上位机、FPGA控制模块、传输模块、AD采集模块和DA转换模块；其中，所述上位机配置有点频信号产生模块、频率特性分析模块；/n所述FPGA控制模块的第一输入输出端电连接所述传输模块，并通过所述传输模块与所述上位机进行数据通信；/n所述FPGA控制模块的输出端与所述DA转换模块的输入端电连接，所述DA转换模块的输出端适用于电连接待测系统；/n所述FPGA控制模块的输入端与所述AD采集模块的输出端电连接，所述AD采集模块的输入端适用于电连接所述待测系统；/n所述点频信号产生模块，被配置为通过MATLAB生成点频信号并将所述点频信号通过所述传输模块输出至所述FPGA控制模块；其中，所述点频信号的步进、采样点、采样频率、起始频率和终止频率为设定值；/n所述FPGA控制模块，被配置为通过所述传输模块接收所述点频信号产生模块输出的所述点频信号，并将所述点频信号输入至所述DA转换模块；/n所述DA转换模块，被配置为接收所述FPGA控制模块输出的所述点频信号并将所述点频信号转换为模拟信号输入至所述待测系统；/n所述AD采集模块，被配置为接收所述待测系统输出的响应信号，并将所述响应信号转换为数字信号并传输至所述FPGA控制模块；/n所述FPGA控制模块，还被配置为接收所述AD采集模块输出的所述数字信号，并将所述数字信号通过所述传输模块输入至所述频率特性分析模块；/n所述频率特性分析模块，被配置为通过所述传输模块接收所述FPGA模块输出的所述数字信号并通过MATLAB进行频率特性分析。/n...

【技术特征摘要】
1.一种频率特性测试仪，其特征在于，包括上位机、FPGA控制模块、传输模块、AD采集模块和DA转换模块；其中，所述上位机配置有点频信号产生模块、频率特性分析模块；
所述FPGA控制模块的第一输入输出端电连接所述传输模块，并通过所述传输模块与所述上位机进行数据通信；
所述FPGA控制模块的输出端与所述DA转换模块的输入端电连接，所述DA转换模块的输出端适用于电连接待测系统；
所述FPGA控制模块的输入端与所述AD采集模块的输出端电连接，所述AD采集模块的输入端适用于电连接所述待测系统；
所述点频信号产生模块，被配置为通过MATLAB生成点频信号并将所述点频信号通过所述传输模块输出至所述FPGA控制模块；其中，所述点频信号的步进、采样点、采样频率、起始频率和终止频率为设定值；
所述FPGA控制模块，被配置为通过所述传输模块接收所述点频信号产生模块输出的所述点频信号，并将所述点频信号输入至所述DA转换模块；
所述DA转换模块，被配置为接收所述FPGA控制模块输出的所述点频信号并将所述点频信号转换为模拟信号输入至所述待测系统；
所述AD采集模块，被配置为接收所述待测系统输出的响应信号，并将所述响应信号转换为数字信号并传输至所述FPGA控制模块；
所述FPGA控制模块，还被配置为接收所述AD采集模块输出的所述数字信号，并将所述数字信号通过所述传输模块输入至所述频率特性分析模块；
所述频率特性分析模块，被配置为通过所述传输模块接收所述FPGA模块输出的所述数字信号并通过MATLAB进行频率特性分析。


2.根据权利要求1所述的频率特性测试仪，其特征在于，所述DA转换模块包括数模转换单元、滤波器单元和幅度调节单元；
所述数模转换单元与所述FPGA控制模块的输出端电连接；
所述滤波器单元的输入端与所述数模转换单元的输出端电连接；
所述滤波器单元的输出端与所述幅度调节单元的输入端电连接；
所述幅度调节单元的输出端，适用于电连接所述待测系统；
所述数模转换单元，被配置为接收所述FPGA控制模块输出的所述点频信号并将所述点频信号转换为所述模拟信号，将所述模拟信号输出至所述滤波器单元；
所述滤波器单元，被配置为接收所述数模转换单元输出的所述模拟信号并去除所述模拟信号的噪声，将所述模拟信号输出至所述幅度调节单元；
所述幅度调节单元，被配置为接收所述滤波器单元输出的所述模拟信号并将所述模拟信号的幅度调整到第一特定值，将所述模拟信号输出至所述待测系统；其中，所述第一特定值的范围为：-5V—5V。


3.根据权利要求2所述的频率特性测试仪，其特征在于，所述AD采集模块包括AD转换单元、衰减电路单元；
所述衰减电路单元的输入端，适用于电连接所述待测系统；
所述AD转换单元的输入端与所述衰减电路单元的输出端电连接；
所述AD转换单元的输出端与所述FPGA控制模块电连接；
所述衰减电路单元，被配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明伯，石浪，杨贵明，黄文昌，
申请(专利权)人：百科荣创北京科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11