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信号频谱分析

  • 软件无线电中数字下变频技术研究

    软件无线电(SDR,Software Defined Radio)由于具备传统无线电技术无可比拟的优越性,已成为业界公认的现代无线电通信技术的发展方向。理想的软件无线电系统强调体系结构的开放性和可编程性,减少灵活性著的硬件电路,把数字化处理(ADC和DAC)尽可能靠近天线,通过软件的更新改变硬件的配置、结构和功能。目前,直接对射频(RF)进行采样的技术尚未实现普及的产品化,而用数字变频器在中频进行数字化是普遍采用的方法,其主要思想是,数字混频器用离散化的单频本振信号与输入采样信号在乘法器中相乘,再经插值或抽取滤波,其结果是,输入信号频谱搬移到所需频带,数据速率也相应改变,以供后续模块做进一步处理。数字变频器在发射设备和接收设备中分别称为数字上变频器(DUC,Digital Upper Converter)和数字下变频器(DDC,Digital Down Converter),它们是软件无线电通信设备的关键部什。大规模可编程逻辑器件的应用为现代通信系统的设计带来极大的灵活性。基于FPGA的数字变频器设计是深受广大设计人员欢迎的设计手段。本文的重点研究是数字下变频器(DDC),然而将它与数字上变频器(DUC)完全割裂后进行研究显然是不妥的,因此,本文对数字上变频器也作适当介绍。 第一章简要阐述了软件无线电及数字下变频的基本概念,介绍了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介绍了数控振荡器(NCO),介绍了两种实现方法,即基于查找表和基于CORDIC算法的实现。对CORDIc算法作了重点介绍,给出了传统算法和改进算法,并对基于传统CORDIC算法的NCO的FPGA实现进行了EDA仿真。 第三章介绍了变速率采样技术,重点介绍了软件无线电中广泛采用的级联积分梳状滤波器 (cascaded integratot comb, CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)补偿法,对前者进行了基于Matlab的理论仿真和FPGA实现的EDA仿真,后者只进行了基于Matlab的理论仿真。 第四章介绍了分布式算法和软件无线电中广泛采用的半带(half-band,HB)滤波器,对基于分布式算法的半带滤波器的FPGA实现进行了EDA仿真,最后简要介绍了FIR的多相结构。 第五章对数字下变频器系统进行了噪声综合分析,给出了一个噪声模型。 第六章介绍了数字下变频器在短波电台中频数字化应用中的一个实例,给出了测试结果,重点介绍了下变频器的:FPGA实现,其对应的VHDL程序收录在本文最后的附录中,希望对从事该领域设计的技术人员具有一定参考价值。

    标签: 软件无线电 数字下变频 技术研究

    上传时间: 2013-06-09

    上传用户:szchen2006

  • 算法FPGA实现的直接数字频率合成器

    高精度的信号源是各种测试和实验过程中不可缺少的工具,在通信、雷达、测量、控制、教学等领域应用十分广泛。传统的频率合成方法设计的信号源在功能、精度、成本等方面均存在缺陷和不足,不能满足电子技术的发展要求,直接数字合成(Direct Digital Synthesis)DDS技术可以提供高性能、高频高精度的信号源,方便地获得分辨率高且相位连续的信号,基于FPGA的DDS技术提供了升级方便并且成本低廉的解决方案。    本文对DDS的基本原理和输出频谱特性进行理论分析,总结出杂散分布规律。同时以DDS的频谱分析为基础,给出了几种改善杂散的方法。本文结合相关文献资料采用傅立叶变换的方法对相位截断时DDS杂散信号的频谱特性进行了研究,得到了杂散分布的规律性结论,并应用在程序设计程中;DDS技术的实现依赖于高速、高性能的数字器件,本文将FPGA器件和DDS技术相结合,确定了FPGA器件的整体设计方案,详细说明了各个模块的功能和设计方法,并对其关键部分进行了优化设计,从而实现了波形发生器数字电路部分的功能。软件部分采用模块设计方法,十分方便调试。为了得到满足设计要求的模拟波形,本文还设计了幅度调节、D/A转换和低通滤波等外围硬件电路。    实验结果表明,本文设计的基于DDS技术的多波形信号源基本能够满足普通学生实验室的要求。

    标签: FPGA 算法 数字频率合成器

    上传时间: 2013-06-11

    上传用户:woshiayin

  • 2012TI电子设计大赛——微弱信号检测装置

    微弱信号检测装置 四川理工学院 刘鹏飞、梁天德、曾学明 摘要: 本设计以TI的Launch Pad为核心板,采用锁相放大技术设计并制作了一套微弱信号检测装置,用以检测在强噪声背景下已知频率微弱正弦波信号的幅度值,并在液晶屏上数字显示出所测信号相应的幅度值。实验结果显示其抗干扰能力强,测量精度高。 关键词:强噪声;微弱信号;锁相放大;Launch Pad Abstract: This design is based on the Launch Pad of TI core board, using a lock-in amplifier technique designed and produced a weak signal detection device, to measure the known frequency sine wave signal amplitude values of the weak in the high noise background, and shows the measured signal amplitude of the corresponding value in the liquid crystal screen. Test results showed that it has high accuracy and strong anti-jamming capability. Keywords: weak signal detection; lock-in-amplifier; Launch Pad  1、引言 随着现代科学技术的发展,在科研与生产过程中人们越来越需要从复杂高强度的噪声中检测出有用的微弱信号,因此对微弱信号的检测成为当前科研的热点。微弱信号并不意味着信号幅度小,而是指被噪声淹没的信号,“微弱”也仅是相对于噪声而言的。只有在有效抑制噪声的条件下有选择的放大微弱信号的幅度,才能提取出有用信号。微弱信号检测技术的应用相当广泛,在生物医学、光学、电学、材料科学等相关领域显得愈发重要。 2、方案论证 针对微弱信号的检测的方法有很多,比如滤波法、取样积分器、锁相放大器等。下面就针对这几种方法做一简要说明。 方案一:滤波法。 在大部分的检测仪器中都要用到滤波方法对模拟信号进行一定的处理,例如隔离直流分量,改善信号波形,防止离散化时的波形混叠,克服噪声的不利影响,提高信噪比等。常用的噪声滤波器有:带通、带阻、高通、低通等。但是滤波方法检测信号不能用于信号频谱与噪声频谱重叠的情况,有其局限性。虽然可以对滤波器的通频带进行调节,但其噪声抑制能力有限,同时其准确性与稳定性将大打折扣。

    标签: 2012 TI 电子设计大赛 微弱信号

    上传时间: 2013-11-04

    上传用户:lty6899826

  • 基于EEMD的故障微弱信号特征提取研究

    总体平均经验模式分解(EEMD)方法是一种先进的时频分析方法,非常适合于对非平稳故障微弱信号的分析处理。文中介绍了EEMD方法的原理与算法实现步骤,重点分析了EEMD方法避免模式混淆的机理。利用EEMD方法对齿轮箱振动信号进行分析,成功提取了小齿轮磨损故障特征,验证了EEMD方法在故障微弱信号特征提取的有效性。

    标签: EEMD 微弱信号 特征提取

    上传时间: 2014-11-30

    上传用户:wbwyl

  • 正弦波信号参数分析仪_黄智强

    信号类分析

    标签: 正弦波信号 参数分析仪

    上传时间: 2013-11-19

    上传用户:wayne595

  • 差分信号PCB布局布线误区

     误区一:认为差分信号不需要地平面作为回流路径,或者认为差分走线彼此为对方提供回流途径。造成这种误区的原因是被表面现象迷惑,或者对高速信号传输的机理认识还不够深入。虽然差分电路对于类似地弹以及其它可能存在于电源和地平面上的噪音信号是不敏感的。地平面的部分回流抵消并不代表差分电路就不以参考平面作为信号返回路径,其实在信号回流分析上,差分走线和普通的单端走线的机理是一致的,即高频信号总是沿着电感最小的回路进行回流,最大的区别在于差分线除了有对地的耦合之外,还存在相互之间的耦合,哪一种耦合强,那一种就成为主要的回流通路。

    标签: PCB 差分信号 布局布线

    上传时间: 2014-12-22

    上传用户:tiantian

  • 小信号放大电路设计

    摘 要: 在纺织纱线的张力测试中,为了对小张力进行有效的测试, 利用电阻应变传感器作为信号转换器件, 通 过对其输出信号进行分析, 设计出相应的小信号放大滤波电路。设计应用了高精度斩波稳零运算放大器芯片 TLC2652作为小信号放大电路的核心器件,实验证明其放大效果理想,并给出了相应的实验数据。

    标签: 小信号 放大 电路设计

    上传时间: 2014-12-26

    上传用户:zhangjinzj

  • 基于MSP430F1611单片机的音频信号分析仪设计

      为了使音频信号分析仪小巧可靠,成本低廉,设计了以2片MSP430F1611单片机为核心的系统。该系统将音频信号送入八阶巴特沃兹低通滤波器,对信号进行限幅放大、衰减、电平位移、缓冲,并利用一单片机负责对前级处理后的模拟信号进行采样,将采集得到的音频信号进行4 096点基2的FFT计算,并对信号加窗函数提高分辨率,另一单片机负责对信号的分析及控制显示设备。此设计精确的测量了音频信号的功率谱、周期性、失真度指标,达到较高的频率分辨率,并能将测量结果通过红外遥控器显示在液晶屏上。   Abstract:   o make the audio signal analyzer cheaper, smaller and more reliable, this system sends the audio signal to the eight-order butterworth filter, and then amplifies, attenuates, buffers it in a limiting range, transfers the voltage level of the signal before utilizing two MSP430F1611 MCU to realize the audio analysis. One is charged for sampling and dealing with the processed audio signal collected by the 4096 point radix-2 FFT calculation and imposes the window function to improve the frequency resolution. The other one controls the display and realizes the spectrum, periodicity, power distortion analysis in high resolution which is displayed in the LCD screen through the infrared remote control.

    标签: F1611 1611 430F MSP

    上传时间: 2013-12-11

    上传用户:jasonheung

  • 基于单片机的蓄电池温度数据采集系统

    为了对蓄电池的温度进行检测,数据采集是必不可少的手段。程序控制数据采集系统是比较先进的采集方式,本文采用热电偶为温度检测元件对蓄电池温度信号进行采集来构建单片机温度采集系统,较好的实现了所需目的。为了确知某一测试对象的各项特性,我们常常要借助各种仪表和各种手段(直接测量或遥测)来获得各种各样的测量结果(数据)。但这些数据中包含有变换误差、设备误差以及在传输过程中(当采用遥测方式时)引入的各种干扰所造成的误差等。而且这些数据量通常都很大,有意义的部分和无意义的部分混杂在一起,如果不加取舍的直接应用,必然会造成极大不便。另外,很多情况下还需通过再加工(即将数据作某种变换)以便提供物理意义更明确更直接的数据形式(输入振动波形的频谱分析等)。上述这些问题都要靠数据采集与处理加以解决。为了对蓄电池的温度进行检测,本文采用热电偶为温度检测元件对蓄电池温度信号进行采集来构建单片机温度采集系统,较好的实现了所需目的。

    标签: 单片机 蓄电池 温度数据采集

    上传时间: 2014-12-28

    上传用户:CHINA526

  • μ’nSP单片机应用及开发技术

    本章将介绍μ’nSP™系列单片机的应用领域,具体讲述SPCE061A单片机在通讯、语音领域里的应用,并详细给出了有关系统的电路原理图、程序流程图以及程序代码,供读者参考。 μ’nSP™家族产品具有电源电压范围和工作速率范围较宽、集成度高、性能价格比高以及功耗低等特点,故其有非常广泛的应用领域。μ’nSP™家族系列产品,涵盖了非常广泛的应用。包括:发音与语音识别的微控制器(SPCE系列)、通信来电辩识应用的微控制器(SPT660x系列)、以及通用型微控制器等等,主要体现在以下几个方面:􀂄 用于数字信号处理􀂄 用于开发研制便携式移动终端􀂄 用于开发嵌入式计算机应用系统 用于数字信号处理1. 数字滤波器 (Digital Filter)数字滤波器是一种计算处理或算法。借助于此,可以将输入的一种数字信号或序列变换为另一种序列输出。数字滤波器已被广泛地应用于数字语音、数字图像处理以及模式识别和频谱分析。数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)的作用是通过一系列数字来表示信号及其信息,并借助数字计算方法变换和处理这些信号。为了构成DSP,必须有一种部件能够快速地完成两个数值的乘法运算并将乘积累加于寄存器。“快速”意味着乘和累加(MAC,Multiply & ACcumulate)较高的运算速度。若以16位数值进行乘和累加,其结果应为32位。显然,μ’nSP™的硬件结构与其指令系统的结合足以构成DSP应用的硬件MAC单元,因而很适用于一些DSP方面的应用。

    标签: nSP 单片机应用 开发技术

    上传时间: 2014-01-26

    上传用户:qb1993225