一種儀器集成的幅頻特性測量儀的設計方案

為了保證讀取的數值準確，系統選擇了幾個頻率點進行波形校正操作，方法是通過USB接口控制數字示波器進行一次“AUTO SET”操作，當發送頻率在10 Hz~1 kHz,1~100 kHz 或者100 kHz~10 MHz 時分別對數字示波器進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”函數來實現X-Y圖顯示(見圖7)。

3 系統測試

連接計算機、盛普F40型DDS信號源和TDS1000C-SC 系列數字存儲示波器，將函數信號源輸出端連接待測電路輸入端，數字示波器通道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 信號源對應的串口(如COM1)和數字存儲示波器對應的USB接口，輸入所需的開始頻率、結束頻率和幅度，并選擇掃頻方式。設置完成后點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。

4 結語

本文以LabVIEW8.6為設計平臺，利用實驗室的計算機、帶數字控制接口的盛普F40型數字合成函數信號源和泰克TDS1012C數字存儲示波器，實現電路網絡的幅頻特性測試。該方案中所采用的方法，測試了巴特沃斯低通濾波器、帶通濾波器和調諧放大器等電路的幅頻特性。實驗結果證明了該方案在應用中的有效性和實用性。在此基礎上還可進一步獲得相頻特性。與商用設備相比，本系統雖然響應時間較慢，用戶界面仍有待改進，但其編程與控制簡單，只需利用實驗室的已有設備，是提高高校教學實驗室設備資源利用率的一種可行方案。