中低频信号分析领域正经历一场变革,而传统的分析设备在性能上显得不够出色。与此同时,新型的分析系统不断出现,给人们带来了许多期待。
行业研究现状
目前,诸如NI、安捷伦、泰克等众多国内外企业,正热衷于投身于中低频信号分析领域的研究。实际上,许多以通信和消费电子产品为代表的设备,通常在低中频范围内运行。然而,传统的频谱分析仪普遍采用超外差技术来处理信号,尽管这种方法在高频信号的测量分析方面表现出色,但在应对中低频信号分析时,却显得有些力不从心。除此之外,不论是国内还是国外,相应的分析工具都还未完全成熟。
系统核心功能
本系统依托于一款核心处理芯片,集成了对中低频信号在频域和时域的分析,以及系统网络分析的功能。此外,它还具备了独立产生信号的能力。通过对高载频信号的深入解析和解调,系统能够有效地提取出基带信号,具备了传统仪器所应有的各项功能,并在功能上实现了显著的进步和综合。
系统技术依托
该系统依托于3E平台搭建,运用嵌入式技术。它具备很强的独立性,能够独立执行对中低频信号的时域解析、频域解析、矢量网络分析以及显示等任务。这为中低频信号的分析工作提供了稳固的保障,有力地促进了分析进程的加快。
信号处理流程
系统采用实时采集处理技术,对DC至20MHz频段的信号进行详尽分析。这一分析步骤包括接收外部端口传入的信号,或者利用FPGA操控DDS芯片产生信号。随后,信号会经历初步处理,再通过高速高精度的A/D转换器转变为数字信号。FPGA将实时保存这些数字信号,为后续处理打下基础。
数据分析处理
根据键盘输入的指令,处理器会对内部存储的数据进行时域、频域或系统网络的相应分析。这一过程完成后,我们便可以获取信号的时域、频域和系统网络特性。最终,这些特性参数会在LCD屏幕上显示出来,便于我们观察和研究。
模块功能特点
系统模块能够输出低于20兆赫兹的中低频信号,这些信号主要用于系统的校准工作,能够有效减少测量误差,同时也有利于深入探讨系统网络的特性。分析工作涵盖了时域、频域以及系统网络三个关键领域,由三个子模块共同协作完成,确保了对信号的全方位分析。该模块具备从FPGA提取数字信号并存储的功能,然后根据调制信号的各项指标对数字信号进行调制处理。接着,它会对信号进行深入分析并进行对比,从而确定信号的幅度、有效值、调幅度、调频指数等关键参数。这一设计在中低频信号的解析方面取得了显著的应用进展。它采用了AD采样及量化技术,对频域进行了详尽的分析,并未使用传统的超外差式混频方法。收集并存储在FPGA芯片中的数据,随后我们开始编写程序,这些程序能够高效地完成信号的快速傅里叶变换。此外,FPGA还需负责操控DDS芯片,生成特定信号,并将该信号导入双端口网络。借助频谱分析模块,我们成功提取出必要的频谱函数,并对其进行相应处理,进而对双端口网络进行细致的剖析。至于系统中的四端口网络分析,其核心任务是求解出四个关键参数。
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