基于FPGA和DDS的頻譜分析儀的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、頻譜分析儀在國外被當(dāng)作頻域中的“射頻萬用表”，可見它的重要性及應(yīng)用泛圍之廣。頻譜分析儀主要特點(diǎn)為：高靈敏度、頻率高、頻帶寬、頻率、幅度測(cè)量及對(duì)比特性。由于對(duì)其認(rèn)識(shí)不夠及價(jià)格較高等問題，在國內(nèi)，頻譜儀一直主要應(yīng)用在軍事、國防及科研等高層面，是一個(gè)神秘、高檔的儀器。隨著通信的發(fā)展和普及，在通信、研究、生產(chǎn)、維修等方面對(duì)頻譜分析儀需求越來越迫切，應(yīng)用也更普及。
　　 從國內(nèi)頻譜分析儀的研發(fā)能力和技術(shù)水平來看，由于長期以來國內(nèi)儀器開發(fā)走

2、的是仿制道路，設(shè)計(jì)開發(fā)的專利極少，核心技術(shù)上沒有完全自主的知識(shí)。本文研究基于NIOSⅡ嵌入式處理器的頻譜分析應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)軟件硬件設(shè)計(jì)技術(shù)。以交流諧波分析儀應(yīng)用為目標(biāo)，研究信號(hào)的采集、處理和顯示的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)問題。
　　 在硬件方面，介紹了數(shù)據(jù)采集電路，LCD控制電路，NIOSⅡ處理器，DDS模塊，F(xiàn)PGA集成模塊以及各模塊組成分析儀系統(tǒng)。介紹了基于NiosⅡ的系統(tǒng)定制方法。
　　 在軟件方面，介紹了數(shù)據(jù)采集的控制、

3、FFT、鍵盤掃描和數(shù)據(jù)顯示的程序設(shè)計(jì)。頻譜分析中主要就是將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)化為頻域進(jìn)行處理，一般要求使用時(shí)窗技術(shù)，如快速傅氏變換(FFT)、離散傅氏變換等(DFT)，如果采樣點(diǎn)為N，直接的DFT運(yùn)算需要n2次乘法操作，需要大量的運(yùn)算時(shí)間。20世紀(jì)60年代的Coolley和Tuckey提出了FFT，可以將運(yùn)算減少到(N/2)log2N次乘法，因此FFT成為頻譜分析的核心算法。完成了正弦內(nèi)插算法程序設(shè)計(jì)。為了提高FFT顯示頻譜的準(zhǔn)確性，研究了數(shù)據(jù)