二、课题研究的主要任务和预期目标
传统频谱分析仪主要依靠模拟滤波器来分开各频率成分并进行频率成分测量。为了提高频谱分辨率,需要通频带很窄的滤波器,并且由于模拟滤波器中心频率会随时间、环境温度“漂移”,因此制造高稳定度、高精度的的这种频谱分析仪比较困难。
随着FFT的提出,利用数字方法进行频谱分析成为可能,这解决了很多传统频谱分析仪存在的问题,如“温漂”等。实现FFT算法有利用软件或利用纯硬件等不同方法,利用软件的方法可以在PC机或在DSP芯片上实现,其频谱分析主要是依靠软件计算来实现。而利用硬件方法的有FPGA或专用集成威廉希尔官方网站
(ASIC)。随着技术的不断发展,目前FPGA芯片的性能和规模已达到很高的程度,用它来实现快速傅立叶变换(FFT)不仅成为可能,而且性能也有保证,对于大规模数字系统,也可以将其集成在一片FPGA芯片上,从而缩小产品体积,加强系统的可靠性和便携性。因此,用FPGA来实现谱分析仪的功能是一个很好的选择。
设计该手持式谱分析仪,基于FFT分析法的频谱分析仪是优先考虑的方案。对于手持式谱分析仪,全球两大测试仪器开发商,安捷伦和泰克公司都相继开发出了相关产品,但价格昂贵。目前国内对这方面的研究也比较多,不过大多采用DSP芯片模式,FFT采用软件实现,因此,在系统集成度和系统可靠性方面,将不会优于单芯片的FPGA硬件解决方案。故本课题选择基于FPGA的便携式频谱分析仪的研究与设计,其中FFT由硬件威廉希尔官方网站
实现。
本次设计的主要任务是设计一种基于FPGA的手持式频谱分析仪。采用高性能FPGA实现基于FFT算法的频谱分析处理,并将处理结果最终从液晶屏上显示出来。首先研究傅里叶变换的特点,了解清楚快速傅里叶变换(FFT)与频谱分析的关系,了解清楚窗函数对快速傅里叶变换(FFT)的影响以及混叠现象、频谱泄露和栅栏效应对频谱分析的影响,其次,了解清楚FPGA的工作原理及其提供的可以利用的资源,特别是赛灵思系列的FPGA可供利用的资源。最后提出适合于FPGA实现的频谱分析仪的系统方案。设计各个组成部分,整合整个系统,最后完成频谱分析仪的设计工作。
二、课题研究的主要任务和预期目标
传统频谱分析仪主要依靠模拟滤波器来分开各频率成分并进行频率成分测量。为了提高频谱分辨率,需要通频带很窄的滤波器,并且由于模拟滤波器中心频率会随时间、环境温度“漂移”,因此制造高稳定度、高精度的的这种频谱分析仪比较困难。
随着FFT的提出,利用数字方法进行频谱分析成为可能,这解决了很多传统频谱分析仪存在的问题,如“温漂”等。实现FFT算法有利用软件或利用纯硬件等不同方法,利用软件的方法可以在PC机或在DSP芯片上实现,其频谱分析主要是依靠软件计算来实现。而利用硬件方法的有FPGA或专用集成威廉希尔官方网站
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设计该手持式谱分析仪,基于FFT分析法的频谱分析仪是优先考虑的方案。对于手持式谱分析仪,全球两大测试仪器开发商,安捷伦和泰克公司都相继开发出了相关产品,但价格昂贵。目前国内对这方面的研究也比较多,不过大多采用DSP芯片模式,FFT采用软件实现,因此,在系统集成度和系统可靠性方面,将不会优于单芯片的FPGA硬件解决方案。故本课题选择基于FPGA的便携式频谱分析仪的研究与设计,其中FFT由硬件威廉希尔官方网站
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本次设计的主要任务是设计一种基于FPGA的手持式频谱分析仪。采用高性能FPGA实现基于FFT算法的频谱分析处理,并将处理结果最终从液晶屏上显示出来。首先研究傅里叶变换的特点,了解清楚快速傅里叶变换(FFT)与频谱分析的关系,了解清楚窗函数对快速傅里叶变换(FFT)的影响以及混叠现象、频谱泄露和栅栏效应对频谱分析的影响,其次,了解清楚FPGA的工作原理及其提供的可以利用的资源,特别是赛灵思系列的FPGA可供利用的资源。最后提出适合于FPGA实现的频谱分析仪的系统方案。设计各个组成部分,整合整个系统,最后完成频谱分析仪的设计工作。
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