CN217212911U - 一种基于fpga的频谱分析仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子应用技术，具体涉及一种基于FPGA的频谱分析仪，包括产生高频信号的锁相环本振源，将待测信号和连续频率信号进行混频的混频器，用于滤除混频信号中高频信号的晶体滤波器，对低频成分信号进行放大的放大器，对信号进行有效值转换的功率检波器，将滤除了高频信号的混频信号转换为数字信号并传送至所述FPGA进行数据处理的模数转换模块，用于处理信号的FPGA，以及显示显示待测信号的频率分量、绘制待测信号的频谱图的显示屏。本实用新型的频谱仪，能够便捷地测量待测信号的频率分量以及绘制待测信号的频谱图。
Description
技术领域
本实用新型属于电子应用技术领域，特别涉及一种基于FPGA的频谱分析仪。
背景技术
现有市场的频谱仪普遍存在价格昂贵，体积大与重量大等问题。基于FPGA的频谱分析仪在满足频谱仪基础技术要求的前提下实现了体积小，重量轻，价格低等要求。基于FPGA的频谱仪是一种显示被测信号频率大小的仪器，其工作可以通过触摸显示屏进行控制，达到显示频率并绘制频谱图的目的。该系统可以对待测信号进行频谱分析。
实用新型内容
针对背景技术存在的问题，本实用新型提供一种基于FPGA的频谱分析仪。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种基于FPGA的频谱分析仪，包括待测信号，包括依次连接的锁相环本振源、混频器、晶体滤波器、放大器、功率检波器、模数转换模块、FPGA和触摸显示屏；待测信号输入混频器。
在上述基于FPGA的频谱分析仪中，锁相环本振源采用ADF4351芯片。
在上述基于FPGA的频谱分析仪中，混频器采用AD8343芯片。
在上述基于FPGA的频谱分析仪中，晶体滤波器采用HC-49U。
在上述基于FPGA的频谱分析仪中，放大器采用OPA690芯片。
在上述基于FPGA的频谱分析仪中，模数转换模块采用ADS1118芯片。
在上述基于FPGA的频谱分析仪中，FPGA采用Cyclone IV E:EP4CE40F23C8。
在上述基于FPGA的频谱分析仪中，触摸显示屏选择正点原子3.5寸TFT LCD电阻触摸屏模块。
与现有技术相比，本实用新型频谱分析仪能够便捷地测量待测信号的频率分量以及绘制待测信号的频谱图。该频谱分析仪具有良好的人机交互界面，操作简单，使用便捷。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例基于FPGA的频谱仪的框图；
图2为本实用新型一个实施例基于FPGA的频谱仪的功率检波器电路图；
图3为本实用新型一个实施例基于FPGA的频谱仪的模数转换模块电路图；
图4为本实用新型一个实施例基于FPGA的频谱仪的放大器电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
本实施例提供一种基于FPGA的频谱仪，包括：产生高频信号的锁相环本振源；将待测信号和连续频率信号进行混频的混频器；用于滤除混频信号中高频信号的晶体滤波器；对低频成分信号进行放大的放大器；对信号进行有效值转换的功率检波器；将滤除了高频信号的混频信号转换为数字信号并传送至所述FPGA进行数据处理的模数转换模块；用于处理信号的FPGA；以及显示显示待测信号的频率分量、绘制待测信号的频谱图的显示屏。
并且，锁相环本振源采用ADF4351芯片。混频器采用AD8343芯片。晶体滤波器采用HC-49U。放大器采用OPA690芯片。模数转换模块采用AD8361芯片。模数转换模块采用ADS1118芯片。FPGA采用Cyclone IV E:EP4CE40F23C8。
具体实施时，如图1所示，本实施例频谱仪包括锁相环本振源、混频器、晶体滤波器、放大器、功率检波器、模数转换模块、触摸显示屏和FPGA。锁相环本振源、混频器、晶体滤波器、放大器、功率检波器、模数转换模块、FPGA通过有线方式依次连接。FPGA与触摸显示屏通过有线方式连接。
锁相环本振源使用ADF4351集成锁相环芯片输出连续频率的待混频信号。即在10MHz外部时钟的控制下，和外部环路滤波电路组合，实现锁相环功能。输出信号再经过8阶无源切比雪夫Ⅱ型低通滤波器滤除高次谐波，即可得到所需待混频信号。待混频信号由锁相环本振源输入到混频器，与待测信号进行混频，并传送到晶体滤波器。功率检波器接收放大后的混频信号，进行有效值转换后传送至模数转换模块，模数转换模块将信号传送至FPGA，分析出待测信号的频率分量，并在触摸显示屏上显示待测信号的频率分量以及绘制待测信号的频谱图。
锁相环本振源选型为ADF4351，混频器选型为AD8343，晶体滤波器选型为HC-49U，放大器选型为OPA690，功率滤波器选型为AD8361，模数转换模块选型为ADS1118，触摸显示屏选型为正点原子3.5寸TFT LCD电阻触摸屏模块，FPGA选型为Cyclone IV E:EP4CE40F23C8，保证系统的小巧以及满足系统性能需求。
如图2所示，为基于FPGA的频谱仪的功率放大器电路图，电路由AD8361芯片与外部分立元件电路连接而成。
如图3所示，为基于FPGA的频谱仪的模数转换模块电路图。信号首先通过OPA690信号放大器放大信号，再进入到ADS805模数转换芯片中。ADS1118芯片通过稳压电源芯片LM1117进行供电。
如图4所示，为基于FPGA的频谱仪的放大器电路图。信号通过OPA690运算放大器芯片进行放大信号。
以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于FPGA的频谱分析仪，包括待测信号，其特征在于：包括依次连接的锁相环本振源、混频器、晶体滤波器、放大器、功率检波器、模数转换模块、FPGA和触摸显示屏；待测信号输入混频器。
2.根据权利要求1所述基于FPGA的频谱分析仪，其特征在于：锁相环本振源采用ADF4351芯片。
3.根据权利要求1所述基于FPGA的频谱分析仪，其特征在于：混频器采用AD8343芯片。
4.根据权利要求1所述基于FPGA的频谱分析仪，其特征在于：晶体滤波器采用HC-49U。
5.根据权利要求1所述基于FPGA的频谱分析仪，其特征在于：放大器采用OPA690芯片。
6.根据权利要求1所述基于FPGA的频谱分析仪，其特征在于：功率检波器采用AD8361芯片。
7.根据权利要求1所述基于FPGA的频谱分析仪，其特征在于：模数转换模块采用ADS1118芯片。
8.根据权利要求1所述基于FPGA的频谱分析仪，其特征在于：FPGA采用Cyclone IV E:EP4CE40F23C8。
9.根据权利要求1所述基于FPGA的频谱分析仪，其特征在于：触摸显示屏选择正点原子3.5寸TFT LCD电阻触摸屏模块。
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