基于DSP的低频频率特性测试仪

大倍数降为最小-10 dB，可以减少信号源电路的射频功放的功率，也可以保护增益与相位检测电路中增益鉴相器AD8302，使AD8302的输入信号功率保持为最低，防止输入信号功率过大损坏器件。

3．1．2 HPI中断服务程序设计

HPI口是连接单片机与DSP的接口，通过HPI口，主机也就是单片机可以向DSP写数据，也可以从DSP的RAM单元读取数据；同时通过HPI口控制寄存器提供的中断位，以及HPI的中断信号中断单片机，主机和单片机可以实现很好的对话。并且，根据单片机来的数据，进行相应操作。其流程图如图9所示。

AD7008单频工作的目的是为了检测输入信号的幅度范围，从而设置输入AD8369的增益倍数。AD7008以起始频率为频率点进行单频工作，输入信号的幅度检测由AD8307来完成，检测结果由ADS8364的C通道进行数据转换，供DSP采集。当采集到的数据个数达到系统设置值后，DSP对数据进行处理，判断出输入信号的幅度，以设置检测电路中AD8369(2、3)的增益。

3．1．3 AD中断服务程序设计

在AD中断服务子程序中，主要是对采样数据的读取，如果是ADS8364的C通道的数据则是对输入信号进行幅度判断：如果是ADS8364的A，B通道的数据则是进行幅度相位的测量。测量结束后，将处理好的数据送单片机显示。其流程图如图10所示。

通过C通道判断以后，就设置好了检测电路中的AD8369(2、3)，完成了扫频测试前的准备工作，AD7008可以开始扫频工作了。按照起始频率、频率步长、单频点持续时间等对AD7008相应寄存器进行设置，使AD7008输出满足要求的扫频信号；紧接着启动ADS8364的A、B两通道进行数据的转换，其转换的是AD8302的增益和相位检测电压：DSP在中断服务子程序中对ADS8364进行数据采集。并做以下工作：接收采集数据，判断单频点采集到的数据量，进行单频点数据的数字滤波和简单计算处理，判断扫描频率点数是否达到要求，决定扫频是否结束，将数据转换成图形显示格式送单片机显示。

3．1．4 1s中断服务程序设计

1s中断服务程序较为简单，就是照看看门狗，看门狗是系统稳定运行的重要部件，由于系统的高速运行，外界的干扰以及程序内部的有关问题，都有可能导致系统的运行不稳定，甚至出现死机的情况。设置看门狗就是在系统出现意外而导致运行紊乱、死机时，自动恢复运行的保证。在系统出现上述情况时，当时间超过1 s时，看门狗将自动重新启动系统。相关内容在系统硬件设计部分有涉及。

3．2 CPLD软件设计

CPLD的软件设计使用MAXIM公司的MAX+PLUSII开发工具，使用VHDL语言进行编程。这部分程序主要是对来自DSP的信号进行译码后，对各个器件进行控制，使整个系统协调工作，完成测量任务。其设计流程图如图11所示。

图12是CPLD对AD7008控制时序的仿真结果。从图中可以看到，当IOS和IOSTRB信号为低电平(这时DSP选中IO空间)时，CPLD芯片对DSP的高位地址(ADD15～ADD9)进行译码，当高位地址为00H时，选中AD7008芯片，并在DSP读写信号RW为低时，DDSWRB变为低电平，即对AD7008进行写入操作；当高位地址为78H时，CPLD使DDSRESET信号变为低电平，即对AD7008进行复位操作；当高位地址为01H时，CPLD使DDSFUD信号变为高电平，否则变为低电平，此信号在上升沿对AD7008内部存贮器进行更新操作。可以看出，仿真结果符合要求。

图13是CPLD对模数转换芯片ADS8364的仿真结果，同样，当IOS和IOSTRB信号为低电平(这时DSP选中10空间)时，CPLD芯片对DSP的高位地址(ADD15～ADD9)进行译码，当高位地址为20H时，ADCRESETB信号输出低电平，对AD8364进行复位操作；当高位地址为30H时，ADCCSB信号输出低电平，对ADS8364进行片选；当最高四位地址(ADD15～ADD12)为0CH时，由ADD11、ADD10、ADD9三位译码决定HOLDC、HOLDB、HOLDA的输出电平；这3个信号分别控制ADS8364的3个采样通道的转换。由图可以看出，其仿真结果符合要求。

4 测量结果

扫频范围0．004 7 Hz～5 MHz，可以在全频段内任意设置扫频宽度，分辨率为0．004 7 Hz，输出电平范围-55～+18 dBm，扫频步长可以在0．004 7 Hz～0．5 MHz范围内自行调整；输出阻抗50 Ω，相位测量精度小于0.1°，幅度测量精度小于0.5 dB，不平坦度+／-0．25 dB，电控衰减并数字显示衰减量，能在全频范围内自动步进测量，可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，可以用对数坐标和线性坐标显示，并配有文字标注。

5 结束语

该系统设计可以方便地测量未知网络中低频率的相频特性