简易网络导纳测试仪

这个题是2006年湖北省电子设计大赛A题，题目要求如下：


题目要求测量一个二端口网络的导纳值，导纳的倒数是阻抗，所以这个题也可以看成测量二端口网络的阻抗，测量一个二端口网络的阻抗一般用两种方法：一、给二端口网络施加一个激励，然后测量输入电压与电流的关系，二、将标准阻抗和待测阻抗串联，然后施加激励信号，测量两个阻抗器件上的电压关系，通过阻抗分压关系得出待测阻抗。

图1、方案一，这里用两个过零比较器测相，用峰值检测测阻抗模，也可以用同步采样+FFT的方案。

图2、方案二、分压法，直接用两路AD同步采样，用FFT直接算出两个点电压矢量，然后根据分压关系就可以的到Zx。

两个方案都有考虑，最后选了方案二，，都差不多，方案二的话就不用做I/V转换。

这是今年国赛设计报告中的一段话，因为今年国赛也要测电容、电感、电阻值，刚好用到。

其实利用AD同步采样采到波形数据后，还可以用测功率因数、李沙育图法等方法得出相位差，一开始想的是李沙育图，但精度不够，又想测功率因数，在相位差很小的时候，精度也差得很，最后想到的才是FFT，简直完美，一个FFT，啥都出来了，硬件也简单，稳定性高，精度也高。

做这个题的时候，正是我们开始学FPGA的时候，ADC同步采样哪里，纠结了很久，ADC驱动、和单片机通讯的SPI接口、还有各个module之间的配合，捣鼓了不少时间，最后还是学到不少东西。

图3、FPGA内部状态转换图，主要是处理单片机发过来的指令。

最后附一张测试结果和几张实物图：


测频结果