自動化測繪數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系統(tǒng)及其測繪方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種自動化測繪單片機系統(tǒng)中數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系統(tǒng)，包括依次連接的PC機、CAN報文收發(fā)器、被測系統(tǒng)、信號發(fā)生器；所述PC機內(nèi)部包括主控模塊、信號控制模塊和曲線繪制模塊，PC機是所述三個軟件模塊的運行平臺，并提供USB接口用于連接CAN報文收發(fā)器和信號發(fā)生器；所述被測系統(tǒng)和信號發(fā)生器通過雙絞線進(jìn)行連接；所述信號發(fā)生器和PC機通過USB線進(jìn)行連接。本發(fā)明提出的自動化系統(tǒng)可以在全數(shù)字系統(tǒng)中實現(xiàn)，即在工程應(yīng)用中，可以在原有的單片機系統(tǒng)中增加軟件測試語句，通過計算輸入信號的理論結(jié)果以及檢測系統(tǒng)的實際結(jié)果，系統(tǒng)自動測繪出對應(yīng)的幅頻特性曲線，不需要增加額外的硬件成本或者設(shè)備成本。
【專利說明】
自動化測繪數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系統(tǒng)及其測繪方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬自動化分析及測量控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自動化測繪數(shù)字濾波器幅頻 特性曲線的系統(tǒng)及其測繪方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字濾波器和模擬濾波器相似，可分為低通、高通、帶通和帶阻等形式。傳統(tǒng)模擬 濾波器主要靠硬件實現(xiàn)，包括電阻、電容和電感等元器件，而數(shù)字濾波器在硬件上主要涉及 A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、寄存器、存儲器及微處理器等。數(shù)字濾波器還可以通過編程用軟件 算法來實現(xiàn)。
[0003] 濾波器的頻率響應(yīng)特性是分析濾波器性能和穩(wěn)定性的重要手段之一，也是濾波器 理論的核心分析方法。頻率響應(yīng)特性包括幅值響應(yīng)和相位響應(yīng)，反映在曲線上，就是幅頻特 性曲線和相頻特性曲線。濾波器的幅頻特性曲線在濾波器的設(shè)計、模擬、實現(xiàn)和驗證階段都 起著極其重要的作用。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中繪制濾波器的幅頻特性曲線一般有以下幾種方案：
[0005] a)通過數(shù)學(xué)建模獲得濾波器的傳遞函數(shù)來分析。這種方案一般在濾波器設(shè)計階段 用來分析理想情況下的幅頻特性，當(dāng)濾波器在單片機中實現(xiàn)后，其數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù)很 難精確獲得，因此方案a不適用于實際工程應(yīng)用；
[0006] b)購買幅頻特性測試儀，通過儀器掃頻的方式來獲得系統(tǒng)的幅頻特性曲線。這種 方案價格昂貴、體積龐大、操作不便，最主要的是，目前市面上的幅頻特性測試儀主要針對 硬件模擬濾波器設(shè)計，無法測得單片機系統(tǒng)中的數(shù)字濾波器的幅頻特性；
[0007] c)通過正弦波掃頻實驗的方式近似測得濾波器的幅頻特性曲線。這種方案通過開 關(guān)及旋鈕用手工的方法逐點測量，效率低、易出錯，而且很難獲得幅頻特性曲線的全部細(xì) 節(jié)，難以在實際工程應(yīng)用中推廣。
[0008] 專利文獻(xiàn)1(CN202837415U)中公開了一種幅頻特性測試系統(tǒng)，包括依次連接的激 勵信號發(fā)生器、交流恒流電路、被測網(wǎng)絡(luò)、信號峰值檢測電路、微處理器、人機界面。被測網(wǎng) 絡(luò)輸出的信號通過信號峰值檢測電路檢測出與信號幅度峰值相關(guān)的信號，并通過微處理器 接收處理、計算，測量出當(dāng)前頻率的幅頻特性。通過微處理器的循環(huán)控制，完成幅頻特性曲 線的自動繪制。
[0009] 專利文獻(xiàn)2(CN201220680023.8)中公開了一種便攜式幅頻特性測試儀，包括單片 機控制模塊、掃頻信號源、電壓測量模塊和顯示屏。其中電壓測量模塊用于測量被測網(wǎng)絡(luò)輸 出的交流信號。被測網(wǎng)絡(luò)的交流信號經(jīng)過專用芯片的電壓跟隨后，由AD637芯片轉(zhuǎn)換成具有 有效值的直流信號，傳輸給單片機的輸入端口進(jìn)行電壓采集，存儲在單片機中，然后將結(jié)果 顯示在顯示屏上。
[0010] 專利文獻(xiàn)3(CN201410145831.8)公開了一種獲取濾波器幅頻響應(yīng)特性的方法，包 括步驟1:采集濾波器系統(tǒng)、頻率點集;2:對濾波器進(jìn)行幅頻響應(yīng)計算;3:濾波器輸出相應(yīng)的 幅值到設(shè)備。本發(fā)明提供的用于濾波器幅頻響應(yīng)特性的方法，通過對濾波器的系統(tǒng)函數(shù)，運 用了 Z平面上單位元的數(shù)字頻率的關(guān)系，推導(dǎo)出濾波器的幅頻響應(yīng)計算方法。
[0011] 專利文獻(xiàn)4 (CN201510645735.4)公開了一種幅頻特性曲線的繪制方法，這種方法 一次輸入合成的激勵源信號，以及測得的輸出信號，就可以通過計算得到幅頻特性曲線。另 外，本發(fā)明提出的測試方法可以在全數(shù)字系統(tǒng)中實現(xiàn)，即在工程應(yīng)用中，可以在原有的硬件 平臺上增加相應(yīng)的軟件程序，通過輸入合成的激勵源以及檢測系統(tǒng)輸出就可以通過軟件測 得系統(tǒng)的幅頻特性曲線。
[0012] 對于專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2的系統(tǒng)均可以適用于實際工程應(yīng)用，但是系統(tǒng)中都包 含了濾波器輸出信號的測量裝置，也就是說這兩套系統(tǒng)僅僅能夠適用于硬件模擬濾波器的 幅頻特性曲線繪制，而當(dāng)面對全數(shù)字濾波器應(yīng)用時，這兩套系統(tǒng)則無法測量出全數(shù)字濾波 器的濾波結(jié)果，導(dǎo)致幅頻特性曲線無法繪制。
[0013] 專利文獻(xiàn)3的方法根據(jù)濾波器理論和實際采集的數(shù)據(jù)推導(dǎo)出濾波器的幅頻響應(yīng)計 算方法，并不能反映實際工程應(yīng)用中的數(shù)字濾波器的幅頻特性。
[0014] 專利文獻(xiàn)4中的方法是一次性輸入合成信號，根據(jù)理論計算值和實際測量值比較 得到幅頻特性曲線，此系統(tǒng)也可以運用在全數(shù)字的濾波器系統(tǒng)中。但是，此系統(tǒng)中提及的信 號合成步驟并沒有實際的硬件裝置，實際工程應(yīng)用中也很難獲得，
【發(fā)明人】在系統(tǒng)驗證階段 不得不采用Matlab建模的方式。所以此方法很難推廣到實際的工程應(yīng)用當(dāng)中。
[0015] 專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3和專利文獻(xiàn)4均沒有考慮可變?yōu)V波器幅頻特性 曲線測量的需求，因此，如果被測系統(tǒng)需要測量可變?yōu)V波器的所有幅頻特性曲線，上述四種 方法都需要手工切換和記錄，導(dǎo)致測試效率急劇下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服上述方案的缺陷，提供一種能夠適用于單片機 系統(tǒng)中數(shù)字濾波器、測試效率高的幅頻特性曲線的測繪系統(tǒng)，此測繪系統(tǒng)對工程中的可變 數(shù)字濾波器依然適用。
[0017] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種自動化測繪單片機系統(tǒng)中數(shù)字濾波器幅頻 特性曲線的系統(tǒng)，包括依次連接的PC機I、CAN報文收發(fā)器2、被測系統(tǒng)3、信號發(fā)生器4;
[0018] 所述PC機1內(nèi)部包括主控模塊5、信號控制模塊6和曲線繪制模塊7，PC機1是所述三 個軟件模塊的運行平臺，并提供USB接口用于連接CAN報文收發(fā)器2和信號發(fā)生器4;
[0019] 所述PC機1和CAN報文收發(fā)器2通過USB線進(jìn)行連接;所述CAN報文收發(fā)器2和被測系 統(tǒng)3通過CAN總線連接;所述被測系統(tǒng)3和信號發(fā)生器4通過雙絞線進(jìn)行連接;所述信號發(fā)生 器4和PC機1通過USB線進(jìn)行連接；
[0020] 所述CAN報文收發(fā)器2主要用于接收主控模塊5的控制命令，并將控制命令通過CAN 總線發(fā)送給被測系統(tǒng)3、接收被測系統(tǒng)3的實際濾波結(jié)果，并將實際濾波結(jié)果通過USB線發(fā)送 給主控模塊5;
[0021 ]所述被測系統(tǒng)3中包含待測數(shù)字濾波器、CAN通信接口、CAN報文收發(fā)程序及命令響 應(yīng)程序;主要用于對輸入信號進(jìn)行濾波，得到實際濾波結(jié)果并將結(jié)果發(fā)送到CAN總線、接收 主控模塊5的控制命令后修改待測數(shù)字濾波器的參數(shù);所述參數(shù)包括中心頻率、品質(zhì)因子Q; [0022]所述信號發(fā)生器4接收信號控制模塊6的控制參數(shù)，根據(jù)控制參數(shù)生成所需頻率、 幅值的正弦信號，并通過雙絞線將所需頻率、幅值的正弦信號發(fā)送給被測系統(tǒng)3;
[0023] 上述所需頻率在掃頻的初始頻率和終止頻率范圍內(nèi)；初始頻率最低可以設(shè)置為 0.1 HZ，精度為0.1 HZ，終止頻率為被測系統(tǒng)3中的ADC采樣頻率的一半;若被測系統(tǒng)中3中的 ADC采樣頻率為IOOKHZ，則掃頻的終止頻率為50KHZ;上述所需幅值的范圍為0~IOV，精度為 Imv ；
[0024] 所述主控模塊5用于自動化測繪的總體控制，包括系統(tǒng)初始化、計算當(dāng)前頻率信號 濾波前的理論結(jié)果、通過USB線將控制命令發(fā)送給CAN報文收發(fā)器2、接收來自CAN報文收發(fā) 器2的實際結(jié)果并進(jìn)行解析記錄、在每次接收到實際結(jié)果后觸發(fā)信號控制模塊6控制信號發(fā) 生器4改變信號頻率、在全部實際結(jié)果記錄完畢后觸發(fā)曲線測繪模塊7繪制幅頻特性曲線；
[0025] 所述信號控制模塊6在接收到主控模塊5的觸發(fā)后通過USB線控制信號發(fā)生器4發(fā) 出所需頻率和幅值的正弦波；
[0026] 所述曲線測繪模塊7在接收到主控模塊5的觸發(fā)后根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)繪制幅頻特性 曲線，并將曲線以圖片的形式進(jìn)行保存。
[0027] 所述的一種自動化測繪單片機系統(tǒng)中數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系統(tǒng)的測繪步 驟，包括下述步驟：
[0028] (1)主控模塊5對系統(tǒng)進(jìn)行初始化；
[0029] (2)主控模塊5判斷被測系統(tǒng)3的數(shù)字濾波器是否為可變數(shù)字濾波器，如果是則執(zhí) 行步驟3,否則執(zhí)行步驟4;
[0030] (3)主控模塊5通過CAN報文收發(fā)器2控制被測系統(tǒng)3設(shè)置可變?yōu)V波器的濾波器系 數(shù)；
[0031 ] (4)主控模塊5設(shè)置當(dāng)前信號的頻率為掃頻初始頻率；
[0032] (5)信號控制模塊6設(shè)置信號發(fā)生器4的頻率和幅值；
[0033] (6)等待被測系統(tǒng)3中數(shù)字濾波器完成濾波，之后獲得實際濾波結(jié)果，并將濾波結(jié) 果通過CAN報文收發(fā)器2發(fā)送至主控模塊5;
[0034] (7)主控模塊5存儲實際濾波結(jié)果并計算理論結(jié)果；
[0035] (8)信號頻率遞增一個步長頻率；
[0036] (9)判斷信號頻率是否超過終止頻率，如果超過則執(zhí)行步驟（10)，否則執(zhí)行步驟 (5)；
[0037] (10)主控模塊5通知曲線測繪模塊7開始繪制當(dāng)前特性曲線；
[0038] (11)曲線繪制模塊7繪制當(dāng)前幅頻特性曲線；
[0039] (12)主控模塊5判斷所有幅頻特性曲線是否繪制完畢，如果沒有則返回執(zhí)行步驟 (3)，否則自動化測繪結(jié)束。
[0040] 使用上述系統(tǒng)后，只要在主控模塊5中設(shè)置信號掃頻的初始頻率、終止頻率、頻率 步長參數(shù)，系統(tǒng)就可以自動化繪制出數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線，而對于可變數(shù)字濾波器， 系統(tǒng)能夠一次性測繪出對應(yīng)的多組幅頻特性曲線。由于整個過程由主控模塊5進(jìn)行控制，沒 有手工操作的介入，使得整個測繪時間大幅縮短，極大的提高了測量效率和準(zhǔn)確率。
[0041] 另外，本發(fā)明提出的自動化系統(tǒng)可以在全數(shù)字系統(tǒng)中實現(xiàn)，即在工程應(yīng)用中，可以 在原有的單片機系統(tǒng)中增加軟件測試語句，通過計算輸入信號的理論結(jié)果以及檢測系統(tǒng)的 實際結(jié)果，系統(tǒng)自動測繪出對應(yīng)的幅頻特性曲線，不需要增加額外的硬件成本或者設(shè)備成 本。總而言之，原來成本高且費時費力的幅頻特性曲線繪制工作可以通過本發(fā)明系統(tǒng)實現(xiàn) 全數(shù)字的自動化測繪，實際工程應(yīng)用價值很高。
【附圖說明】
[0042]圖1為本發(fā)明自動化測試系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成圖；
[0043]圖2為本發(fā)明自動化測試系統(tǒng)的軟件流程圖。
[0044](附圖符號標(biāo)記）
[0045] I-PC機、2-CAN報文收發(fā)器、3-被測系統(tǒng)、4-信號發(fā)生器、5-主控模塊、6-信號控制 模塊、7-曲線測繪模塊 具體實施方案
[0046] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明系統(tǒng)做進(jìn)一步詳細(xì)說明：
[0047]本發(fā)明的基本思想是利用軟件自動化控制技術(shù)控制正弦波掃頻實驗的各個步驟， 消除手工操作，以實現(xiàn)高效率的繪制濾波器幅頻特性曲線。
[0048]本實施例的系統(tǒng)框圖如附圖1所示，一種自動化測繪數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的 系統(tǒng)，包括PC機1、CAN報文收發(fā)器2、被測系統(tǒng)3和信號發(fā)生器4;PC機1內(nèi)部包括三個軟件模 塊:主控模塊5、信號控制模塊6和曲線測繪模塊7; PC機1和CAN報文收發(fā)器2通過USB線進(jìn)行 雙向連接，CAN報文收發(fā)器2和被測系統(tǒng)3通過CAN總線進(jìn)行雙向連接，被測系統(tǒng)3和信號發(fā)生 器4通過雙絞線進(jìn)行單向連接，信號發(fā)生器4和PC機1通過USB線進(jìn)行單向連接；
[0049]本實施例中各組件的功能如附圖1所示，PC機1是主控模塊5、信號控制模塊6和曲 線測繪模塊7的運行平臺，并提供USB接口和CAN報文收發(fā)器2、信號發(fā)生器4連接；
[0050] CAN報文收發(fā)器2接收主控模塊5的控制命令，并將控制命令通過CAN總線發(fā)送給被 測系統(tǒng)3,同時通過CAN總線接收被測系統(tǒng)3的濾波結(jié)果，并將結(jié)果通過USB線發(fā)送給主控模 塊5;
[0051] 被測系統(tǒng)3包括數(shù)字濾波器、CAN通信接口、CAN報文收發(fā)程序，對輸入信號完成濾 波得到實際濾波結(jié)果，然后通過CAN總線將結(jié)果發(fā)送給CAN報文收發(fā)器2,通過CAN總線接收 控制命令，以調(diào)整數(shù)字濾波器的系數(shù)，參數(shù)包括中心頻率、濾波器品質(zhì)因子Q;
[0052]信號發(fā)生器4通過USB線獲得信號的頻率、幅值參數(shù)，并通過雙絞線將生成的信號 發(fā)送給被測系統(tǒng)3;
[0053]主控模塊5負(fù)責(zé)全局控制，包括系統(tǒng)初始化、設(shè)置被測系統(tǒng)3的濾波器參數(shù)、設(shè)置信 號發(fā)生器4的信號頻率和幅值、控制曲線測繪模塊7完成曲線繪制；
[0054]信號控制模塊6主要用于設(shè)置信號發(fā)生器4的正弦波頻率、幅值；
[0055]曲線測繪模塊7根據(jù)主控模塊5記錄的理論結(jié)果和實際結(jié)果進(jìn)行幅頻特性曲線的 繪制；
[0056] 本實施例的具體操作步驟如附圖2所示，包括以下步驟：
[0057] 步驟1:主控模塊對系統(tǒng)進(jìn)行初始化（11)，包括重置CAN報文收發(fā)器2的工作狀態(tài)、 重置信號控制模塊6工作狀態(tài)、重置曲線測繪模塊7工作狀態(tài);設(shè)置信號掃頻的初始頻率、終 止頻率、步長頻率以及信號幅值;設(shè)置被測系統(tǒng)3中數(shù)字濾波器的類型；
[0058]步驟1中所述初始頻率、終止頻率、步長頻率的精度均為為0.1 HZ，信號幅值的精度 為Imv;步驟1中所述的終止頻率由被測系統(tǒng)3中ADC采樣頻率的一半;若被測系統(tǒng)3中的ADC 采樣頻率為IOOKHZ，則終止頻率為50KHZ;
[0059] 步驟2:判斷被測系統(tǒng)的數(shù)字濾波器是否為可變數(shù)字濾波器(12)，如果是則執(zhí)行步 驟3(13)，否則執(zhí)行步驟4(14);
[0060] 步驟3:主控模塊通過CAN報文收發(fā)器控制被測系統(tǒng)設(shè)置可變?yōu)V波器的濾波器參數(shù) (13)，主控模塊5選取可變?yōu)V波器的參數(shù)值，通過USB線將參數(shù)值發(fā)送給CAN報文收發(fā)器2; CAN報文收發(fā)器2將參數(shù)通過CAN總線發(fā)送給被測系統(tǒng)3;被測系統(tǒng)3接收到參數(shù)值后，運行查 表算法，根據(jù)參數(shù)查得數(shù)字濾波器對應(yīng)的系數(shù)，并將系數(shù)賦值到數(shù)字濾波器對應(yīng)的RAM區(qū)域 中；
[0061]步驟4:主控各模塊設(shè)置當(dāng)前信號的頻率的值為信號掃頻初始頻率（14)，同時設(shè)置 當(dāng)前信號的幅值為信號掃頻初始幅值;信號頻率及幅值的設(shè)置方法如下：信號發(fā)生器使用 安捷倫的33522A，其支持標(biāo)準(zhǔn)的SICL語言（Standard Instrument Control Language)，提 供了設(shè)置頻率和幅值的接口函數(shù)。主控模塊中集成了設(shè)置頻率和幅值的接口函數(shù)，在需要 設(shè)置信號發(fā)生器頻率或者函數(shù)時，調(diào)用相關(guān)接口函數(shù)即可；
[0062] 步驟5:主控模塊觸發(fā)信號控制模塊設(shè)置信號發(fā)生器的實際頻率（15)，主控模塊5 通過USB線將正弦信號的頻率、幅值參數(shù)發(fā)送給信號發(fā)生器4,信號發(fā)生器4根據(jù)頻率、幅值 參數(shù)生成相應(yīng)的正弦信號，并通過雙絞線將正弦信號發(fā)送給被測系統(tǒng)3;
[0063] 步驟6:數(shù)字濾波器完成濾波并獲得實際濾波結(jié)果（16)，數(shù)字濾波器在完成信號濾 波后觸發(fā)CAN報文發(fā)送程序；
[0064] 步驟7:被測系統(tǒng)通過CAN收發(fā)器將實際濾波結(jié)果發(fā)送至主控模塊(17)，被測系統(tǒng)3 中的CAN報文發(fā)送程序?qū)V波器的實際濾波結(jié)果通過CAN總線發(fā)送給CAN報文收發(fā)器2，CAN 報文收發(fā)器2將實際濾波器結(jié)果通過USB線傳輸至主控模塊5;
[0065]步驟8:主控模塊存儲實際濾波結(jié)果并計算理論結(jié)果（18)，主控模塊5通過USB線接 收到實際濾波結(jié)果，并通過計算獲得當(dāng)前頻率信號對應(yīng)的理論結(jié)果，將理論結(jié)果和實際結(jié) 果同時存入結(jié)果緩存區(qū)；
[0066] 上述理論結(jié)果的計算公式如下：設(shè)標(biāo)準(zhǔn)正弦波的函數(shù)形式為y=A Sin(Wt)，其中A 為正弦信號幅值，w為信號角頻率；則一個正弦波周期內(nèi)所對應(yīng)的能量值為：
:若信號米樣窗口對應(yīng)的時間為t，則米樣窗口內(nèi)的 正弦波個數(shù)N為：
W窗口內(nèi)對應(yīng)的理論總能量值為：
[0067] 步驟9:信號頻率遞增一個步長頻率(19);
[0068] 步驟10:判斷信號頻率是否達(dá)到終止頻率(20)，如果當(dāng)前信號頻率超過終止頻率， 則執(zhí)行步驟11，否則返回執(zhí)行步驟5;
[0069]上述掃頻的終止頻率為被測系統(tǒng)中的ADC采樣頻率的一半；
[0070] 步驟11:主控模塊通知曲線測繪模塊開始繪制當(dāng)前特性曲線（21)，掃頻達(dá)到終止 頻率，繪制當(dāng)前特性曲線所需的結(jié)果全部存儲完畢，主控模塊5通知曲線測繪模塊7掃頻結(jié) 束；
[0071] 步驟12:曲線繪制模塊根據(jù)理論結(jié)果和實際結(jié)果繪制幅頻特性曲線（22)，曲線繪 制模塊7使用緩存區(qū)中的理論結(jié)果和實際結(jié)果繪制濾波器幅頻特性曲線；
[0072]步驟13:判斷所有的特性曲線是否繪制完畢(23)，如果被測系統(tǒng)3中的數(shù)字濾波器 為可變?yōu)V波器，且濾波器參數(shù)沒有遍歷完畢，需要繪制下一組參數(shù)對應(yīng)的數(shù)字濾波器特性 曲線，則返回執(zhí)行步驟3，否則自動化測繪結(jié)束。
【主權(quán)項】
1. 一種自動化測繪單片機系統(tǒng)中數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系統(tǒng)，其特征在于： 包括依次連接的PC機(1)、CAN報文收發(fā)器(2)、被測系統(tǒng)(3)、信號發(fā)生器(4); 所述PC機（1)內(nèi)部包括主控模塊(5)、信號控制模塊(6)和曲線繪制模塊(7)，PC機(1)是 以上三個軟件模塊的運行平臺，并提供USB接口用于連接CAN報文收發(fā)器(2)和信號發(fā)生器 (4)； 所述PC機（1)和CAN報文收發(fā)器(2)通過USB線進(jìn)行連接;所述CAN報文收發(fā)器(2)和被測 系統(tǒng)(3)通過CAN總線連接;所述被測系統(tǒng)(3)和信號發(fā)生器(4)通過雙絞線進(jìn)行連接;所述 信號發(fā)生器(4)和PC機(1)通過USB線進(jìn)行連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化測繪單片機系統(tǒng)中數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系 統(tǒng)，其特征在于： 所述CAN報文收發(fā)器(2)主要用于接收主控模塊(5)的控制命令，并將控制命令通過CAN 總線發(fā)送給被測系統(tǒng)(3)、接收被測系統(tǒng)(3)的實際濾波結(jié)果，并將實際濾波結(jié)果通過USB線 發(fā)送給主控模塊(5)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化測繪單片機系統(tǒng)中數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系 統(tǒng)，其特征在于： 所述被測系統(tǒng)(3)中包含待測數(shù)字濾波器、CAN通信接口、CAN報文收發(fā)程序及命令響應(yīng) 程序;主要用于對輸入信號進(jìn)行濾波，得到實際濾波結(jié)果并將結(jié)果發(fā)送到CAN總線、接收主 控模塊(5)的控制命令后修改待測數(shù)字濾波器的系數(shù)，修改過程如下:被測系統(tǒng)(3)中的命 令響應(yīng)程序在接收到主控模塊(5)的控制命令后，從控制命令中提取中心頻率、品質(zhì)因子Q 參數(shù)，然后運行查表算法，根據(jù)中心頻率、品質(zhì)因子Q查得數(shù)字濾波器對應(yīng)的系數(shù)，并將系數(shù) 寫入數(shù)字濾波器的系數(shù)存儲區(qū)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化測繪單片機系統(tǒng)中數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系 統(tǒng)，其特征在于： 所述信號發(fā)生器(4)接收信號控制模塊(6)的控制參數(shù)，根據(jù)控制參數(shù)生成所需頻率、 幅值的正弦信號，并通過雙絞線將所需頻率、幅值的正弦信號發(fā)送給被測系統(tǒng)(3)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化測繪單片機系統(tǒng)中數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系 統(tǒng)，其特征在于： 所述主控模塊(5)用于自動化測繪的總體控制，包括系統(tǒng)初始化、計算當(dāng)前頻率信號濾 波前的理論結(jié)果、通過USB線將控制命令發(fā)送給CAN報文收發(fā)器(2)、接收來自CAN報文收發(fā) 器(2)的實際結(jié)果并進(jìn)行解析記錄、在每次接收到實際結(jié)果后觸發(fā)信號控制模塊(6)控制信 號發(fā)生器(4)改變信號頻率、在全部實際結(jié)果記錄完畢后觸發(fā)曲線測繪模塊(7)繪制幅頻特 性曲線。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化測繪單片機系統(tǒng)中數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系 統(tǒng)，其特征在于： 所述信號控制模塊(6)在接收到主控模塊(5)的觸發(fā)后通過USB線控制信號發(fā)生器(4) 發(fā)出特定頻率和幅值的正弦波。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自動化測繪單片機系統(tǒng)中數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系 統(tǒng)，其特征在于： 所述曲線測繪模塊(7)在接收到主控模塊(5)的觸發(fā)后根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)繪制幅頻特性 曲線，并將曲線以圖片形式進(jìn)行保存。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化測繪單片機系統(tǒng)中數(shù)字濾波器幅頻特性曲線的系 統(tǒng)的測繪步驟，其特征在于， 包括下述步驟： (1) 主控模塊(5)對系統(tǒng)進(jìn)行初始化； (2) 主控模塊(5)判斷被測系統(tǒng)（3)的數(shù)字濾波器是否為可變數(shù)字濾波器，如果是則執(zhí) 行步驟3,否則執(zhí)行步驟4; (3) 主控模塊(5)通過CAN報文收發(fā)器(2)控制被測系統(tǒng)(3)設(shè)置可變?yōu)V波器的濾波器系 數(shù)； (4) 主控模塊(5)設(shè)置當(dāng)前信號的頻率為掃頻初始頻率； (5) 信號控制模塊(6)設(shè)置信號發(fā)生器(4)的頻率和幅值； (6) 等待被測系統(tǒng)（3)中數(shù)字濾波器完成濾波，之后獲得實際濾波結(jié)果，并將濾波結(jié)果 通過CAN報文收發(fā)器(2)發(fā)送至主控模塊(5); (7) 主控模塊(5)存儲實際濾波結(jié)果并計算理論結(jié)果； (8) 信號頻率遞增一個步長頻率； (9) 判斷信號頻率是否超過終止頻率，如果超過則執(zhí)行步驟10，否則執(zhí)行步驟5; (10) 主控模塊(5)通知曲線測繪模塊(7)開始繪制當(dāng)前特性曲線； (11) 曲線繪制模塊(7)繪制當(dāng)前幅頻特性曲線； (12) 主控模塊(5)判斷所有幅頻特性曲線是否繪制完畢，如果沒有則返回執(zhí)行步驟3， 否則自動化測繪結(jié)束。
【文檔編號】G01R31/00GK105842566SQ201610333878
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】呂貴林, 陳濤, 劉時珍, 李樸, 于瀅
【申請人】中國第汽車股份有限公司, 中國第一汽車股份有限公司