[發明專利]一種智能自動增益控制的頻譜分析儀

在審

• 申請號: 201811176316.0
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN109283390A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 崔淵;林煜;薛波;俞洋;黃成;王云松;張麗
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王清

本發明提供一種智能自動增益控制的頻譜分析儀，包括任意波信號發生器、MSP430電路、STM32電路、衰減電路、AGC自動增益電路、峰值檢波電路、用戶界面電路和4G模塊電路。本發明利用4G技術實現手機端實時獲取信號頻譜圖及各個頻譜參數，實現更加便捷的數據觀察和保存；在本地端提供了一個用戶界面，能夠直接在用戶界面上顯示被測信號的基波諧波等各種頻譜參數；還增加了頻譜繪制功能，可以通過用戶界面直接顯示測量信號的頻譜圖，而不需要通過示波器顯示。本發明具有對超高頻信號、低頻信號、微弱信號及任意波信號等特殊信號的頻譜特性測量精準、使用便捷的優點。

技術領域

本發明屬于頻譜分析技術領域，具體涉及一種用于任意信號頻譜特性的測量、頻譜特性的遠程傳輸、頻譜特性曲線顯示的智能頻譜分析儀。

背景技術

頻譜分析儀是研究電信號頻譜結構的儀器，用于信號失真度、調制度、譜純度、頻率穩定度和交調失真等信號參數的測量，可用以測量放大器和濾波器等電路系統的某些參數，是一種多用途的電子測量儀器。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等。現代頻譜分析儀能以模擬方式或數字方式顯示分析結果，能分析1赫茲以下的甚低頻到亞毫米波段的全部無線電頻段的電信號。

隨著世界通信技術的高速發展，信號種類與傳輸方式越加多樣化，各種高精度的混合信號以及信號分析儀層出不窮，而頻譜特性是通信信號的關鍵指標之一。頻譜分析儀逐漸應用于通信業務發展的各個領域，但是現有頻譜分析儀存在任意信號的頻譜特性測量、不同被測信號輸入信號幅度要求不同、普通頻譜特性測試儀測量頻率帶寬過窄、頻譜特性遠程傳輸以及頻譜特性顯示等問題。

(一)解決的技術問題

為了解決任意信號的頻譜特性測量、不同被測信號輸入信號幅度要求不同、普通頻譜特性測試儀測量頻率帶寬過窄、頻譜特性遠程傳輸以及頻譜特性顯示等問題，本發明提供了一種智能自動增益控制的頻譜分析儀，以STM32F103為主核心處理器，MSP430單片機為用戶界面處理器，采用12位高精度模數轉化AD模塊在STM32的控制下掃描被測信號，配合STM32取點繪出信號曲線并進行快速傅里葉變換最終獲得頻譜特性圖；利用智能自動增益控制實現信號源幅度可調，以滿足不同被測信號的輸入要求；利用4G模塊實現與手機端通信，在手機端實時查看被測信號的頻譜特性圖；通過用戶界面，能夠在本地端顯示頻譜特性圖和各頻段數據。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種智能自動增益控制的頻譜分析儀，包括任意波信號發生器、MSP430電路、STM32單片機電路、信號衰減電路、AGC自動增益電路、峰值檢波電路、用戶界面電路和4G模塊電路；所述任意信號發生器與信號衰減電路相連；所述MSP430電路與用戶界面電路、STM32單片機電路相連；所述STM32單片機電路與AGC自動增益電路、峰值檢波電路、4G模塊電路相連；所述AGC自動增益電路與信號衰減電路、峰值檢波電路相連。

根據本發明的一實施例，所述MSP430電路包括用戶界面模塊以及串口通信模塊組成，串口通信模塊的輸入與STM32串口的輸出相連。

根據本發明的一實施例，所述STM32電路包括ADC模塊、串口通信模塊、4G模塊；ADC模塊的輸入口一路與信號衰減電路的輸出口相連，一路與峰值檢波模塊的輸出口相連，串口通信模塊通路1的輸出口與MSP430模塊的輸入口相連，4G模塊與STM32的串口通信模塊通路2的輸出口相連。

根據本發明的一實施例，所述信號衰減電路包括反相運放OP07。

根據本發明的一實施例，所述AGC自動增益電路包括VCA810程控放大器、緩沖器OPA820和反相運放OP07。

根據本發明的一實施例，所述峰值檢波電路包括AD623峰值檢波電路。