1. 研究目的与意义
随着社会的不断发展，电子行业的测量仪器也在不断地更新换代，而且比以前的更加先进，能满足人们对于仪器的精度和方便操作的要求，音频矢量网络分析仪由振动和声频电路组成，振动和声频电路均属于低频电路网络，其矢量频率特性分析包括幅频和相频特性测试。市场上的一些分析仪有的不能直接得到相频参数，有的不能够将频率特征图很好的保存，这样不但会增加测量难度，还会在测量过程中产生一定的误差，影响测量结果的准确性。针对这一现象决定开发更先进的测试仪，在微处理器的控制下，单片机C8051F005与DDS频率合成器构成的测试仪。DDS技术可以产生两个正交的扫频信号，用于电路的矢量频率特性测试，可以不需要对网络的输出信号进行鉴相测量。这不但能节约成本，而且测量结果更加稳定。
2. 课题关键问题和重难点
本课题以单片机为主要控制中心，单片机选用C8051F005片上系统芯片，此技术将数字信号转换成模拟信号。矢量网络分析是通过测量被测网络对频率扫描和功率扫描测试信号的幅度与相位，频率扫描测量法中首先要测试信号源，测量结果受到频率范围、功率范围、频率稳定度和信号纯度等因素的影响。利用其片内的DA，产生正交的两路DDS扫频信号，用ROM存储正弦波的波形量化数据，用不同频率的脉冲信号驱动地址计数器，计数器的输出接到ROM的地址线上。就会周期的出现正弦波量化数据，经DA转换后可产生正弦波，将所测数据进行分析处理拟合出被测电路频率特性。理论上含有直流分量的正弦波经放大后，直流与交流应该是同等倍数的放大，但实际上却出现了误差性放大，从而导致有效值测量出现误差，因而在放大信号时尽量避免直流与交流同时出现的情况。
3. 国内外研究现状（文献综述）
网络分析仪是将被测器件当做输入输出系统，网络分析仪测量的对象是二端口网络。网络分析仪的任务是确定被测系统对输入信号的响应。该响应包括系统传输和反射两个方面的响应，在网络分析的基本形式中，有沿传输线行进的入射波，反射波和传输波，一般用R或参考通道表示入射波；反射波用A通道测量，而传输波则用B通道测量。利用这些波中的幅度和相位信息，便能定量描述被测器件（DUT）的反射特性和传输特性。
网络测量的任务有两部分-测量网络的传输特性和在网络输入或输出端口的反射特性。对双端口网络的传输特性测试可以通过对一个端口施加输入信号，而在另一个端口测量其输出响应的，即可测出网络的反向传输特性。
设计方案中有信号源、控制系统、幅度相位测量及输出显示四个组成部分，信号源采用直接数字合成（DDS），是一种新颖的频率合成技术，这种技术的实现必须依靠高速数字电路， 它的特点是分辨率高；频率转换速度快；频率切换时相位连续；合成频率准确；并采用数字化接口，DDS改善信号质量的因素相位噪声取决于参考时钟振荡器，与其他部分影响较小。DDS技术是利用正弦信号相位和时间的线性关系的特征，根据结果查表得到型号的瞬间幅值去实现频率的合成。由采样定理可知，DDS产生的信号频率要小于时钟频率的一半，在实际操作中，为了保证信号的输出质量，输出频率最好低于时钟频率的33%，可以提高实验的准确性。DDS是一个开环系统，无反馈环节，这种结构使得DDS的频率转换时间极短。在DDS的频率控制字改变之后，需要经过一个时钟周期之后按照新的相位增量累加，才能实现频率的转换。因此频率时间等于频率控制字的传输，也就是一个时钟周期的时间。时钟频率越高，转换时间越短，DDS频率转换时间可达到纳秒数量级，比使用其他的频率合成方法都要短数个数量级。
4. 研究方案
1.阅读相关材料，分析并研究单片机C8051F005的使用和工作原理。
2.学习并研究频率频率特性测试方法和试验中的关键步骤。
3.仔细研究任务要求确定设计思路，根据导师要求确定设计方案。
5. 工作计划
1-2周：了解课题，查阅课题相关文献，了解音频矢量网络的工作原理，参阅相关资料总结此技术的发展现状。
3-5周：分析已有的音频矢量网络分析仪的测量技术和数据处理的能力并总结出优点和缺点，总结出本课题的主要目标，思考如何进行幅频和相频的测试，并与承担硬件的同学一起制订方案，选定电路芯片，进行整体课题的电路设计。
6周：选定芯片C8051F005，思考如何搭建一个双T网络，作为供调试用的被测网络。双T网络具有很好的选频特性但选频网络频率的调整比较困难，设置其中心频率为5kHz。
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