引言

频率特性测试仪也叫扫描仪，早期的频率特性测试仪是通过手动改变频率的方法逐点测量完成的，后来按照这种方法设计了专门的扫描仪用于频率特性的测量。早期的测量仪大都采用分立元件来实现各种功能，显示部分也是用传统的示波器。所以体积大、设备重、故障率高、操作复杂、价格昂贵，有的只能测量幅频特性，且精度不高。像BT6型超低频频率特性测试仪，就是采用分立元件。由于分立元件分散性大，参数变化与外部条件有关，因而产生的频率稳定度差、精度低、抗干扰能力不强，成本反而高。

随着频率合成技术及微电子技术的发展，频率特性测试仪也得到改进，扫频源采用数字量进行控制，数字化信号源可以弥补分立元件的不足，测量部分也进行了数字化的改进，大多都在低频段(小于1MHz)，测试仪的智能化程度仍然不是很高，扫频范围也不宽，相位测量精度也不高，虽然有一些测试仪也具有很高的精度和很宽的扫频范围，但是价格极其昂贵。

近几年，随着现代电子技术的飞速发展，各种仪器都偏向小型化、数字化、智能化、低功耗方向发展，频率特性测试仪作为一种重要的测量仪器，也在不断的发展，由于直接频率合成(DDS)技术的日益成熟，为频率特性测试仪的数字化开辟了道路，液晶显示器技术的成熟使频率特性测试仪小型化成为可能。

本文给出了数字式频率特性测试仪系统的硬件设计。采用DDS技术作为扫频信号源，同时采用了集成芯片CD4046对相位进行检测和用运算放大器CA3140及其外围模拟电路对幅度进行检测，用单片机AT89C52进行测量控制和数据处理，使用液晶显示器对测量结果进行图形显示。

系统设计

该系统要满足性能指标为扫频范围在100Hz～100kHz;频率稳定度10-4;测量精度为5%;输出阻抗50 ;相位测量精度小于1度;能在全频范围内自动步进测量，能够预置测量范围及步进频率值。能显示幅频特性和相频特性曲线，并能根据选择，放大局部曲线，用对数坐标和线性坐标显示，并配有文字标注。

根据所要完成的测试功能及性能指标，该系统由信号源电路、增益相位检测电路、控制及数据处理电路和图形显示及接口电路四部分组成，系统框图如图1所示。

信号源电路由信号发生器发生电路和信号调理电路两部分组成。本系统中信号发生电路采用DDS技术实现，能够产生频率、持续时间等都是可控的扫频信号，并能够满足一般用户对频率范围的要求;信号调理电路主要是对信号中的噪声进行抑制，并对输出信号的功率起到控制作用。

增益相位检测电路是为了检测被测网络两端的幅度差和相位差。先对被测网络两端的信号进行预处理，再对其进行模拟检幅和鉴相，然后把幅度差和相位差的模拟量由ADC0809转化为数字量，送给控制及数据处理电路进行分析处理。