頻率特性是一個網絡性能最直觀的反映。頻率特性測試儀用于測量網絡的幅頻特性和相頻特性，是根據掃頻法的測量原理設計，是一種快速、簡便、實時、動態、多參數、直觀的測量儀器，可廣泛應用于電子工程等領域。由于模擬式掃頻儀價格昂貴，不能直接得到相頻特性，更不能打印網絡的頻率響應曲線，給使用帶來諸多不便。為此，設計了低頻段數字式頻率特性測試儀。該測試儀采用數字直接頻率合成技術專用的集成電路 AD985l 產生掃頻信號，以單片機和 FPGA 為控制核心，通過 A/D 和 D／A 轉換器等接口電路，實現掃頻信號頻率的步進調整、數字顯示及被測網絡幅頻特性與相頻特性的數顯等。該系統成本低廉，掃頻范圍較寬（10 Hz～1MHz），可方便地與打印機連接，實現頻率特性曲線的打印。

　　幅頻和相頻特性測量方案

　　方案 1：利用公式 H（s）=R（s）/E（s），以沖擊函數為激勵，則輸出信號的拉氏變換與系統函數相等。但是產生性能很好的沖擊函數比較困難，需要對采集的數據做 FFT 變換，需要占用大量的硬件和軟件資源，且精度也受到限制。

　　方案 2：掃頻測試法。當系統在正弦信號的激勵下，穩態時，響應信號與輸入激勵信號頻率相同，其幅值比即為該頻率的幅頻響應值，而兩者的相位差即為相頻特性值。采用頻率逐點步進的測試方法。無需對信號進行時域與頻域的變換計算，通過對模擬量的測量與計算完成，且精度較高。

　　該系統以單片機和 FPGA 為控制核心，用 DDFS 技術產生頻率掃描信號，采用真有效值檢測器件 AD637 測量信號幅度。在 FPGA 中，采用高頻脈沖計數的方法測量相位差，經過單片機運算，可得到 100 Hz～100 kHz 中任意頻率的幅頻特性和相頻特性數據，實現在該頻段的自動掃描，并在示波器上同時顯示幅頻和相頻特性曲線。用鍵盤控制系統實現各種功能，并且在 LCD 同步顯示相應的功能和數據，人機交互界面友好。圖 1 給出系統總體設計框圖。