频谱仪中频及显控硬件平台设计

摘要

频谱分析仪是研究无线电信号频谱特性的测量仪器，是电子测量仪器中应用最广泛的仪器之一，被广泛的应用于科学教育、生产研发等诸多领域中。便携式的频谱分析仪具有体积小、重量轻、性价比高等特点，具有很好的市场前景。
　　论文首先介绍了便携式频谱分析仪的一般原理，进一步给出了一种基于嵌入式系统的数字中频式频谱分析仪的整体设计方案。文中重点介绍了数字中频和显控硬件平台的设计方法，并按照设计要求完成了全部硬件平台的设计。数字中频电路的设计任务是指除了中频处理逻辑模块之外的硬件平台设计工作，包括模拟中频信号调理、测试数据传输、底层控制命令接收及分发等任务；显控电路设计任务主要包括显示及控制、数据接口与驱动、键盘交互，以及仪器通信接口等设计。
　　论文所述数字中频电路硬件是基于软件无线电硬件平台方式实现的，采用了ADC+FPGA+DSP式基本硬件结构。它对射频前端输出的中频信号进行增益及带宽调理，并量化得到数字中频序列；对中频数字处理逻辑模块输出的频谱数据加以传输，送至频谱仪显控电路；同时建立了频谱仪底层控制链路。显控电路设计是基于嵌入式系统来实现的，文中完成了频谱命令/数据传输接口及其驱动程序的设计，频谱仪显示单元设计及开机LOGO的显示设计，频谱仪标准键盘设计，以及谱仪仪器接口设计等。
　　论文通过对硬件电路调试和整机系统的测试，验证了设计的可行性，硬件平台性能达到预期设计需求。目前论文介绍的数字中频及显控模块已应用在一款便携式频谱仪中，该频谱分析仪已产品化，推向市场。

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第一章 绪论

1.1 论文研究背景

1.2 相关技术发展研究现状

1.3 论文主要研究内容

第二章 数字中频及显控硬件平台方案分析

2.1便携式频谱仪功能需求

2.2频谱仪的工作原理

2.3 数字中频硬件平台方案分析

2.4 显控硬件平台设计方案

2.5 本章小结

第三章 数字中频硬件平台设计

3.1数字中频硬件平台设计任务

3.2模拟通道设计

3.3 数字信号处理硬件平台设计

3.4 电源模块的设计

3.5 数字中频电路印制板绘制

3.6 本章小结

第四章 显控硬件平台设计

4.1 显控硬件平台设计任务

4.2 控制单元电路

4.3 频谱仪显控模块与中频模块的通信

4.4 显示单元设计

4.5 频谱仪标准键盘及通信接口设计

4.6 本章小结

第五章 测试验证与分析

5.1 功能测试

5.2 整机测试

5.3 本章小结

第六章 结束语

致谢

参考文献

附录

攻读硕士期间取得的成果