以下內(nèi)容中，小編將對基于FPGA的多通道頻率檢測儀設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容進行著重介紹和闡述，本文僅為上篇，具體實現(xiàn)方案放在下篇文章中，大家可以按需檢索。
一、頻率檢測儀工作原理
掃頻儀中首先產(chǎn)生一個頻率為50Hz的鋸齒波，這個鋸齒波在控制示波管電子束的水平方向掃描的同時，也用于控制一個高頻正弦波振蕩器的頻率要求在鋸齒波的正程期形成掃頻信號，而在逆程期形成一個零電平的直流。
所以掃頻儀輸出的掃頻信號是間歇的，由于掃頻鋸齒波的瞬時點平輿電子束在顯示屏水平方向的幾何位置相對應(yīng)，而同時掃描鋸齒波的瞬時電平也與掃頻信號的瞬時頻率相對應(yīng)，故電子束在顯示屏水平方向的幾何位置與掃頻信號的瞬時頻率具有相對應(yīng)關(guān)系，即掃頻儀的水平標尺代表頻率軸。
每一個掃描鋸齒波被測網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性就被顯示一次，由于掃描頻率為50Hz，故顯示屏每秒將顯示50次，這將在人眼看起來是連續(xù)發(fā)光的曲線。
二、頻率檢測儀多信道模型、濾波器仿真如何設(shè)計
1、多信道模型
當一個實信號經(jīng)過A/D采樣之后，再進行正交下變頻處理，即可得到I、Q兩路相位正交信號，它們所構(gòu)成的是一個復(fù)信號。該復(fù)信號的信道化示意圖如圖1所示。
圖1所示的信道是一種相互交疊的信道，它們涵蓋了整個零中頻信號的頻率范圍。一般情況下，多信道往往采用數(shù)字濾波器組來實現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計過于復(fù)雜，同時還加大了后續(xù)信號處理的運算速度，對實時處理極為不利。目前，該結(jié)構(gòu)已被高效DFT多相濾波器組結(jié)構(gòu)所代替。
圖2所示是一種具有普遍性的基于DFT多相濾波器組的信道化高效結(jié)構(gòu)，從圖2中可以看出，在濾波之前，先對數(shù)據(jù)進行D倍抽取可降低濾波過程的運算量，gn（m）是低通原型濾波器hLP（n）的多相分量，其階數(shù)可減小到原來的1/D,因而DFT可以用FFT實現(xiàn)。事實上，在此結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)的復(fù)雜度和數(shù)據(jù)速率大大降低，實時處理能力得到了提高。
2 濾波器的設(shè)計及仿真
低通型濾波器結(jié)構(gòu)中的每個通道都是由原型低通濾波器乘以旋轉(zhuǎn)因子形成的。根據(jù)要求，圖3所示是由256階原型低通濾波器形成的濾波器組及其信號輸出仿真波形。該信號的有效帶寬為300MHz,共分為32通道，每通道帶寬為9.375MHz.如給此濾波器組送入頻率？=28.1MHz的單頻信號，那么，通過理論計算可知，信號應(yīng)在第3號通道有輸出。圖3 （b）所示就是第2、3、4通道的輸出仿真結(jié)果，可以看出，僅第3個通道有比較強的信號輸出，這與理論上的計算結(jié)果是一致的。
以上就是小編這次想要和大家分享的內(nèi)容，希望大家對本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。
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