基于fpga的实时频谱分析系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明属于信号测试测量领域，尤其涉及一种基于FPGA的实时频谱分析系统。本发明的基于FPGA的实时频谱分析系统，包括衰减器、低通滤波器、混频器、中频滤波器、模数转换模块、数据处理及交换系统、可变本振发生器，衰减器通过低通滤波器连接混频器，混频器依次通过中频滤波器、模数转换模块与数据处理及交换系统连接，数据处理及交换系统通过可变本振发生器反馈回混频器。本设计利用FPGA的完全并行结构实现FFT，解决了实时系统的主要矛盾，这种实现频谱分析的方法可以得到比模拟实现更高的频率分辨率。
【专利说明】基于FPGA的实时频谱分析系统
【技术领域】
[0001]本发明属于信号测试测量领域，尤其涉及一种基于FPGA的实时频谱分析系统。
【背景技术】[0002]频谱分析作为近代的信号分析方法，是电子产品研发、生产、检验的重要工具，而高分辨率、宽频带数字频谱分析方法的研究一直是该领域的热点.目前数字频谱分析在实现方式上主要有:基于计算机处理的准实时频谱分析(或称为软件频谱分析)、基于通用DSP处理器(比如TI或AD公司器件)的实时频谱分析。前者由于采用软件处理，故实时性很差(数据先采样、存储后处理)，且系统成本很高.对于通用DSP处理器实现的分析系统，在实时性上虽远远高于前者，其乘加运算采用硬件实现，且系统采用流水线方式，但数据本身的组织及处理过程(顺序工作方式)使其在高速场合往往需多片并行应用，这样系统的设计和编程难度较大，且成本较高。
【发明内容】
[0003]本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种基于FPGA的实时频谱分析系统，其实现频谱分析的方法可以得到比模拟实现更高的频率分辨率。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:其包括衰减器、低通滤波器、混频器、中频滤波器、模数转换模块、数据处理及交换系统、可变本振发生器，衰减器通过低通滤波器连接混频器，混频器依次通过中频滤波器、模数转换模块与数据处理及交换系统连接，数据处理及交换系统通过可变本振发生器反馈回混频器。
[0005]要实现系统高的实时性，除了提高FFT运算的速度外，系统的数据流组织方实现，数据传输方式充分考虑处理器的特点，在各个环节上都以低耗时为设计目标。为保证ADC输入动态范围的要求和对特定干扰的抑制，信号首先进行预处理.根据采样定理，输入ADC的信号必须小于采样频率的I / 2.ADC是完成从模拟到数字的关键环节，它的精度和速度直接决定了频谱分析仪的性能，所以ADC应尽量选用精度和速度都比较高的芯片.PSD运算网模块主要由FFT实现、功率谱计算两部分组成，它们的速度直接由算法和乘加运算决定.为了实现高的实时性，两部分全部采用硬件来完成.经PSD运算后的数据，在NIOS中加以存储并显示。为了控制及协调整个系统的数据传输以及必要的数据处理，并且为每个部分电路提供工作时钟，通过使用Cyc lone II中的硬件PLL提供基时钟，然后用计数器对基时钟进行分频得到各环节所需要的时钟。
[0006]FFT并行结构对于一个N点的序列X (η)，其离散傅立叶变换可表示为:
【权利要求】
1.一种基于FPGA的实时频谱分析系统，其特征在于，包括衰减器、低通滤波器、混频器、中频滤波器、模数转换模块、数据处理及交换系统、可变本振发生器，衰减器通过低通滤波器连接混频器，混频器依次通过中频滤波器、模数转换模块与数据处理及交换系统连接，数据处理及交换系统通过可变本振发生器反馈回混频器。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的实时频谱分析系统，其特征在于，所述的衰减器，其衰减值是步进的，完成仪表内部的协调，保证信号在输入混频器时处在合适的电平上，防止发生过载、增益和失真。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的实时频谱分析系统，其特征在于，所述的低通滤波器，其阻止高频信号到达混频器，防止带外信号与本振相混频在中频模块产生多余的频率响应。
4.根据权利要求1所述的基于FPGA的实时频谱分析系统，其特征在于，所述的混频器，其混频前将系统频率调谐至要求的频率范围，产生中频信号。
5.根据权利要求1所述的基于FPGA的实时频谱分析系统，其特征在于，所述的中频滤波器，其过滤掉中间频段的信号，保留大幅度的信号。
6.根据权利要求1所述的基于FPGA的实时频谱分析系统，其特征在于，所述的数据处理及交换系统，其采用数字显示，确定对每个显示数据点用对应的值来代表，无论显示器上使用多少个数据点，每个数据点必须能代表某个频率范围或某段时间间隔内出现的信号。
【文档编号】G01R23/165GK103809024SQ201210447761
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】窦俊, 吕华平 申请人:江苏绿扬电子仪器集团有限公司