简易电路特性测试仪设计报告.docx

本简易电路特性测试仪由AD9851频率合成器、STC89C52RC主控制器、LM324放大跟随器组成。通过对被测电路的理论计算得出放大倍数以及被测参数的理论值，进而采用高分辨率AD芯片xpt2046进行数据采集，将采集到的数据分别与DDS输出的两路正交信号通过模拟乘法器进行乘法混频，通过低通滤波器取得含有幅频特性与相频特性的直流分量，再由高精度A/D转换器传递给STC89C52RC主控制器，由主控制器对所测数据进行分析处理，最终测得特定放大器电路的特性，进而判断该放大器由于元器件变化而引起故障或变化的原因，并同时通过LCD12864绘制相应的频幅特性曲线，从而完成对被测电路的特性测试。 ### 知识点生成 #### 1. AD9851 频率合成器 - **概述**：AD9851是一款高性能的直接数字频率合成器（DDS），能够生成高质量的正弦波信号。它具有48位的相位累加器，可以实现非常精细的频率分辨率和极低的杂散信号水平。 - **应用**：在简易电路特性测试仪中，AD9851被用作频率源，用于产生不同频率的正弦波信号，以便测试放大器电路的特性。 - **特性**： - 内部集成有48位相位累加器和10位幅度累加器。 - 支持外部时钟频率范围广。 - 提供了灵活的控制方式，可以通过串行接口设置频率和相位。 #### 2. STC89C52RC 主控制器 - **概述**：STC89C52RC是一款基于8051内核的单片机，具有较高的性能和稳定性，适用于各种嵌入式系统应用。 - **应用**：在测试仪中作为核心处理器，负责接收AD转换后的数据，并进行处理、分析，最终控制显示模块显示结果。 - **特性**： - 内置8K字节Flash存储器。 - 支持ISP（在线可编程）和IAP（应用中可编程）。 - 具备丰富的外设接口资源，如定时器、串行通信接口等。 - 工作电压范围宽，适应性强。 #### 3. LM324 放大跟随器 - **概述**：LM324是一种通用型运算放大器，适用于多种放大电路，尤其是在低电压应用场合下表现出色。 - **应用**：在测试仪中，LM324被用作放大跟随器，以放大来自AD转换器的微弱信号，确保后续处理的准确性。 - **特性**： - 低静态电流消耗。 - 单电源或多电源供电，电压范围广泛。 - 输出摆幅接近电源轨。 #### 4. XPT2046 数据采集 - **概述**：XPT2046是一款高分辨率触摸屏控制器，内置12位ADC，用于采集触摸屏上的触控位置数据。 - **应用**：虽然XPT2046主要用于触摸屏控制，在本测试仪中，其可能被用作数据采集模块，用于收集被测电路的输出信号。 - **特性**： - 12位分辨率，125KHz转换速率。 - 支持4线制电阻式触摸屏。 - 内置噪声抑制功能。 #### 5. 模拟乘法器 - **概述**：模拟乘法器是一种可以实现两个模拟信号相乘的电路组件，常用于信号处理领域。 - **应用**：在本测试仪中，模拟乘法器用于将采集到的信号与DDS输出的正交信号相乘，以便进一步提取出频率和相位信息。 - **特性**： - 高速响应，能够处理高频信号。 - 宽动态范围，适合不同幅度的信号输入。 #### 6. 低通滤波器 - **概述**：低通滤波器是一种允许低于截止频率的信号通过，而衰减高于截止频率信号的滤波器。 - **应用**：在测试仪中，低通滤波器用于滤除模拟乘法器输出信号中的高频成分，保留有用的直流分量。 - **特性**： - 可根据需求调整截止频率。 - 良好的频率选择性。 #### 7. A/D 转换器 - **概述**：A/D转换器用于将模拟信号转换为数字信号，以便于计算机处理。 - **应用**：在测试仪中，A/D转换器负责将经放大后的模拟信号转换为数字信号，供STC89C52RC处理。 - **特性**： - 高精度，通常支持12位或更高分辨率。 - 快速转换速率。 #### 8. LCD12864 显示模块 - **概述**：LCD12864是一种常见的图形液晶显示器，可以显示字符和图像。 - **应用**：在测试仪中，LCD12864用于显示测试结果，包括放大器电路的特性参数、故障诊断信息等。 - **特性**： - 分辨率128×64像素。 - 支持图形和字符显示。 - 可通过并行或串行接口与单片机连接。 #### 总结 本简易电路特性测试仪通过整合AD9851频率合成器、STC89C52RC主控制器、LM324放大跟随器等多种关键组件，实现了一种高效、准确的电路特性测试解决方案。通过这些组件的协同工作，不仅能自动测量并显示特定放大器电路的关键参数，还能根据测试结果快速诊断电路故障原因，大大提高了电路调试和维修的效率。此外，该测试仪的设计思路和技术细节也为后续类似项目的开发提供了有价值的参考。