简易频率特性测试仪

简易频率特性测试仪

一、项目简介

本题是2016年TI邀请赛题目，其原型是2013年国赛E题。本题要求制作设计并制作一台频率特性测试仪，用于测量并显示“被测网络”的频率特性，系统组成框图如图1所示。其原理是基于零中频正交解调原理，其实现方式采用基于FPGA的纯数字结构。

二、系统框图

上图为零中频正交解调原理的实现框图。其中，“被测网络”部分由模拟实现，“测量显示”由单片机实现，其余功能均由FPGA实现。

FPGA产生两路正交扫频信号源，其中余弦信号为：

$$A \cos \omega t$$
通过DA输出到被测网络，经过被测网络后输出为：
$$B \cos (\omega t + \phi)$$
此信号通过AD采集到FPGA内部,分别与两路正交信号相乘，得到同向分量i和正交分量q：
$$i = A \cos \omega t \times B \cos (\omega t + \phi) = \frac{A \cdot B}{2}[\cos(2 \omega t + \phi) + \cos \phi]$$

$$q = A \sin \omega t \times B \cos (\omega t + \phi) = \frac{A \cdot B}{2}[\sin(2 \omega t + \phi) - \sin \phi]$$

积化和差公式：