[发明专利]一种模拟滤波器频响特性的自动测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及自动测量技术领域，更具体的涉及一种模拟滤波器频响特性的自动测量装置。

背景技术

模拟滤波器按滤波特性可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器，每种模拟滤波器都有其广泛的应用领域。在电路测量领域，有时需要对某一不确定其特性的模拟滤波器进行性能测试，来研究该电路的电气特性，方便日后使用。

在传统的测量中一般都是用测量仪器在固定的频率范围上逐点的调节测量，其测量过程复杂繁琐、效率差，精度也不是很高，而且测量的数据不直观，不能清楚的反映系统的幅频特性变化。例如采用信号发生器产生不同频率和幅度的信号，并将其接入到模拟滤波器的输入端；然后将示波器接入模拟滤波器的输出端，记录在示波器上所观察到的不同频率和幅度的输入信号情况下模拟滤波器输出信号的幅度和相位，并结合输入信号的频率绘制出模拟滤波器的频响特性曲线。该方法较为传统，并且需要信号发生器和示波器这类设备，成本较高且不便携带。

综上所述，现有技术中模拟滤波器频响特性的测量，存在测量过程复杂，效率差，精度低，以及测量的数据不直观的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种模拟滤波器频响特性的自动测量装置，用以解决现有技术中存在模拟滤波器频响特性测量过程复杂，效率差，精度低，以及测量的数据不直观的问题。

本发明实施例提供一种模拟滤波器频响特性的自动测量装置，包括：控制模块、信号产生模块、频率测量模块、幅度测量模块、相位测量模块、数据传输模块和计算机；

所述控制模块，用于控制所述信号产生模块所产生的第一正弦信号的频率范围、幅度和扫频间隔；

所述信号产生模块，用于产生第一正弦信号，且将第一正弦信号分别传送至所述频率测量模块和被测模拟滤波器；

所述频率测量模块，用于根据第一正弦信号，通过测频算法，确定第一正弦信号的频率信息；

所述幅度测量模块，用于根据第二正弦信号，通过测幅算法，确定第二正弦信号的幅度信息；其中，第二正弦信号为第一正弦信号经过所述被测模拟滤波器滤波后的正弦信号；

所述相位测量模块，用于根据第一正弦信号和第二正弦信号，通过测相算法，确定第一正弦信号和第二正弦信号的相位差；

所述数据传输模块，用于将所述第一正弦信号的频率信息、所述第二正弦信号的幅度信息和所述第一正弦信号和第二正弦信号的相位差传输至所述计算机；

所述计算机，用于根据所述第一正弦信号的频率信息和所述第二正弦信号的幅度信息，在MATLAB软件中绘制所述被测模拟滤波器的幅频特性响应曲线；用于根据所述第一正弦信号的频率信息和所述第一正弦信号和第二正弦信号的相位差，在MATLAB软件中绘制所述被测模拟滤波器的相频特性响应曲线；以及用于根据所述幅频特性响应曲线和所述相频特性响应曲线，确定所述被测模拟滤波器的频响特性。

较佳地，通过第一单片机实现所述信号产生模块的功能；通过第二单片机实现所述频率测量模块、所述幅度测量模块和所述相位测量模块的功能。

较佳地，电源模块为所述被测模拟滤波器、所述第一单片机和所述第二单片机供电。

较佳地，所述第一单片机和所述第二单片机均采用TI公司的16位超低功耗MCU-MSP430F157芯片。

较佳地，所述测频算法包括：直接测频法、周期测频法、等精度测频法中的一种。

较佳地，所述测幅算法包括：峰值平均值测幅法。

较佳地，所述测相算法包括：过零比较测相法或峰点距离测相法。

本发明实施例中，提供一种模拟滤波器频响特性的自动测量装置，该装置采用单片机完成正弦信号产生、频率测量、幅度测量、相位测量的功能，简化了传统的模拟滤波器频响特性的测试方法，其操作简单、效率高、精度高、携带方便、成本低；并且与计算机相连可实现自动实时绘制模拟滤波器的频响特性曲线，使测量数据直观，清楚的反映系统的幅频特性变化。

附图说明

图1为本发明实施例提供的模拟滤波器频响特性的自动测量装置结构示意图。

附图标记说明：

1-控制模块，2-信号产生模块，3-频率测量模块，4-幅度测量模块，5-相位测量模块，6-数据传输模块，7-计算机，8-被测模拟滤波器，9-电源模块。

具体实施方式