信号频谱分析仪设计(附件)
本设计要求利用软件仿真实现频谱仪的设计，用电脑话筒输入一段语音信号，对其进行频谱分析显示其包含的频率。我设计通过MATLAB仿真软件对信号频谱仪分析从而检测产品的性能。MATLAB是一个处理数据和分析图像的重要的辅助工具，通过里面的函数和方法能对本次设计具有重大作用数字信号处理和图像处理是本设计的重要环节，因此本设计会系统的介绍这方面的内容。信号频谱分析就是MATLAB软件利用傅里叶变换函数，数字信号处理器对实时采集到的信号进行傅里叶运算后实现时域与频域的转换频谱分析主要分析信号是由哪些频率的正弦信号叠加得到的以及这些正弦信号的振幅所以傅里叶运算结果反映的是频域中各频率分量幅值的大小。再通过图像处理对信号频谱分析实现声信号转化为数据。关键词 频谱分析,数据处理,A/D转换,傅里叶变换,MATLAB
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外发展现状 2
1.3 研究的内容方向 2
2 频谱仪概况 2
2.1 信频谱分析仪的简介 2
2.2 信号频谱分析仪原理 3
3 信号频谱分析仪软件总体设计 3
3.1 信号采集与处理 3
3.2 信号的频谱分析方向 6
3.3 信号及信号频谱分析结果保存 6
3.4 运行实例与误差分析 12
4 软件关键技术分析 12
4.1 MATLAB的使用 12
4.2 傅里叶变换 14
4.3 数字滤波器 15
5 系统软件设计 16
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
附 录 21
1 引言
1.1 研究背景
信号是当今社会重要的参数之一，特别是在通信、电子、医疗远控远测、侦察干扰、射电天文、卫星导航、航空航天和频谱检测等重大领域有着很大的作用。可以采用数字信号处理对信号进行分析，利用单片机接受信号对其进行分析来检测产品，来提高质量。通过信号参数的测量以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
数。日常我们通过声音来辨别别人，我们可以通过处理图像的波形的频率和相位来分析通，过处理正弦波、方波、三角波来处理声音，所以频谱分析仪在我们的生活中运用很多。我们可以采用这一技术模仿别人的声音。
频谱分析是将时域信号通过处理变为频域信号，频谱分析是将里面的时间过程转化为数字化，傅里叶变换有效的利用里面的时间函数通过电脑采集的信号获得频谱大小和相位差，求得频率分布大小、相位大小。各个波形的频率分析图通过幅度分析、数字信号处理。对于频谱分析仪，就具体的实现原理而言，主要存在三种思路：多通道并行滤波式、扫频外差分析仪以及直接FFT式。
1.2 国内外发展状况
由于雷达快速发展，频谱分析也快速发展起来。最早的频谱分析仪扫频带宽比较低，一般都是90MHZ左右，仪器简单，而且当时的技术却严格。20世纪60年代，半自动的频谱分析仪开始发展，尽管这个频谱分析仪并不能有多大作用却是一个重大突破,当时的信号观察有了一个新的方法。1970年左右，频谱分析的频谱测量得到重大突破达到200MHZ左右。如HP8553B、7L14、TR4110 系列等，都是通过合成技术、这个是微处理的的重大突破。1980年左右，计算机开始发展，频谱分析仪也开始有了更大的进步，多功能频谱仪开始发展比如日本的Tek496P、美国的HP8568A 等。现在由于FPGA，DSP的开发运用，这方面的频谱分析得到大多数的运用。
传统的无线检测，通信原理也随之变化。频谱分析走向数字化、智能化、标准化、国际化。
1.2 国内外发展状况
由于雷达快速发展，频谱分析也快速发展起来。最早的频谱分析仪扫频带宽比较低，一般都是90MHZ左右，仪器简单，而且当时的技术却严格。20世纪60年代，半自动的频谱分析仪开始发展，尽管这个频谱分析仪并不能有多大作用却是一个重大突破,当时的信号观察有了一个新的方法。1970年左右，频谱分析的频谱测量得到重大突破达到200MHZ左右。如HP8553B、7L14、TR4110 系列等，都是通过合成技术、这个是微处理的的重大突破。1980年左右，计算机开始发展，频谱分析仪也开始有了更大的进步，多功能频谱仪开始发展比如日本的Tek496P、美国的HP8568A 等。现在由于FPGA，DSP的开发运用，这方面的频谱分析得到大多数的运用。
传统的无线检测，通信原理也随之变化。频谱分析走向数字化、智能化、标准化、国际化。
1.3 研究内容方向
(1)信号频谱分析仪对频域、时域进行分析，测试波形画出频谱图、曲线图。
(2)通过接受不同声音如噪音，正弦波、方波、各种波形处理、接受音频文件等。
(3)分析不同波的波形，图形的时间大小、频率大小，通过数字信号处理求其均值、峰值。
2 频谱仪概况
2.1信号频谱分析仪的简介
频谱分析仪的面板上布建许多作用控制按键,作为系统作用之调整与控制,系统主要的作用是在频域里输出输入信号源的频谱特性。频谱分析仪通过信号源处理方式的区别。一般有两种类型:实时频谱分析仪与扫描调谐频谱分析仪。
2.2 信号频谱分析仪原理
针对区别的频率信号源而有相对应的滤波器与检波器,再经由同步的多任务扫描器将信号源传送到CRT 屏幕上,其优点是能输出周期性杂散波的瞬间反应,其缺点是
价昂且性能受限于频宽范围、滤波器的数目与最大的多任务交换时间. 影响信号源反应的重要部分为滤波器频宽,滤波器之特性为高斯滤波器,影响的作用就是量测时常见到的解析频宽.RBW 代表两个区别频率的信号源能够被清楚的分辨出来的最低频宽差异,两个区别频率的信号源频宽如低于频谱分析仪的RBW,此时该两信号源将重迭,难以分辨,较低的RBW 固然有助于区别频率信号源的分辨与量测,低的RBW 将滤除较高频率的信号源成份,导致信号源输出时产生失真,失真值与设定的RBW 密切相关,较高的RBW 固然有助于宽带带信号源的侦测,将增加噪声底层值,降低量测灵敏度,对于侦测低强度的信号源易产生阻碍,因此适当的RBW 宽度是正确使用频谱分析仪重要的概念.
3信号频谱分析仪软件总体设计
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外发展现状 2
1.3 研究的内容方向 2
2 频谱仪概况 2
2.1 信频谱分析仪的简介 2
2.2 信号频谱分析仪原理 3
3 信号频谱分析仪软件总体设计 3
3.1 信号采集与处理 3
3.2 信号的频谱分析方向 6
3.3 信号及信号频谱分析结果保存 6
3.4 运行实例与误差分析 12
4 软件关键技术分析 12
4.1 MATLAB的使用 12
4.2 傅里叶变换 14
4.3 数字滤波器 15
5 系统软件设计 16
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
附 录 21
1 引言
1.1 研究背景
信号是当今社会重要的参数之一，特别是在通信、电子、医疗远控远测、侦察干扰、射电天文、卫星导航、航空航天和频谱检测等重大领域有着很大的作用。可以采用数字信号处理对信号进行分析，利用单片机接受信号对其进行分析来检测产品，来提高质量。通过信号参数的测量以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
数。日常我们通过声音来辨别别人，我们可以通过处理图像的波形的频率和相位来分析通，过处理正弦波、方波、三角波来处理声音，所以频谱分析仪在我们的生活中运用很多。我们可以采用这一技术模仿别人的声音。
频谱分析是将时域信号通过处理变为频域信号，频谱分析是将里面的时间过程转化为数字化，傅里叶变换有效的利用里面的时间函数通过电脑采集的信号获得频谱大小和相位差，求得频率分布大小、相位大小。各个波形的频率分析图通过幅度分析、数字信号处理。对于频谱分析仪，就具体的实现原理而言，主要存在三种思路：多通道并行滤波式、扫频外差分析仪以及直接FFT式。
1.2 国内外发展状况
由于雷达快速发展，频谱分析也快速发展起来。最早的频谱分析仪扫频带宽比较低，一般都是90MHZ左右，仪器简单，而且当时的技术却严格。20世纪60年代，半自动的频谱分析仪开始发展，尽管这个频谱分析仪并不能有多大作用却是一个重大突破,当时的信号观察有了一个新的方法。1970年左右，频谱分析的频谱测量得到重大突破达到200MHZ左右。如HP8553B、7L14、TR4110 系列等，都是通过合成技术、这个是微处理的的重大突破。1980年左右，计算机开始发展，频谱分析仪也开始有了更大的进步，多功能频谱仪开始发展比如日本的Tek496P、美国的HP8568A 等。现在由于FPGA，DSP的开发运用，这方面的频谱分析得到大多数的运用。
传统的无线检测，通信原理也随之变化。频谱分析走向数字化、智能化、标准化、国际化。
1.2 国内外发展状况
由于雷达快速发展，频谱分析也快速发展起来。最早的频谱分析仪扫频带宽比较低，一般都是90MHZ左右，仪器简单，而且当时的技术却严格。20世纪60年代，半自动的频谱分析仪开始发展，尽管这个频谱分析仪并不能有多大作用却是一个重大突破,当时的信号观察有了一个新的方法。1970年左右，频谱分析的频谱测量得到重大突破达到200MHZ左右。如HP8553B、7L14、TR4110 系列等，都是通过合成技术、这个是微处理的的重大突破。1980年左右，计算机开始发展，频谱分析仪也开始有了更大的进步，多功能频谱仪开始发展比如日本的Tek496P、美国的HP8568A 等。现在由于FPGA，DSP的开发运用，这方面的频谱分析得到大多数的运用。
传统的无线检测，通信原理也随之变化。频谱分析走向数字化、智能化、标准化、国际化。
1.3 研究内容方向
(1)信号频谱分析仪对频域、时域进行分析，测试波形画出频谱图、曲线图。
(2)通过接受不同声音如噪音，正弦波、方波、各种波形处理、接受音频文件等。
(3)分析不同波的波形，图形的时间大小、频率大小，通过数字信号处理求其均值、峰值。
2 频谱仪概况
2.1信号频谱分析仪的简介
频谱分析仪的面板上布建许多作用控制按键,作为系统作用之调整与控制,系统主要的作用是在频域里输出输入信号源的频谱特性。频谱分析仪通过信号源处理方式的区别。一般有两种类型:实时频谱分析仪与扫描调谐频谱分析仪。
2.2 信号频谱分析仪原理
针对区别的频率信号源而有相对应的滤波器与检波器,再经由同步的多任务扫描器将信号源传送到CRT 屏幕上,其优点是能输出周期性杂散波的瞬间反应,其缺点是
价昂且性能受限于频宽范围、滤波器的数目与最大的多任务交换时间. 影响信号源反应的重要部分为滤波器频宽,滤波器之特性为高斯滤波器,影响的作用就是量测时常见到的解析频宽.RBW 代表两个区别频率的信号源能够被清楚的分辨出来的最低频宽差异,两个区别频率的信号源频宽如低于频谱分析仪的RBW,此时该两信号源将重迭,难以分辨,较低的RBW 固然有助于区别频率信号源的分辨与量测,低的RBW 将滤除较高频率的信号源成份,导致信号源输出时产生失真,失真值与设定的RBW 密切相关,较高的RBW 固然有助于宽带带信号源的侦测,将增加噪声底层值,降低量测灵敏度,对于侦测低强度的信号源易产生阻碍,因此适当的RBW 宽度是正确使用频谱分析仪重要的概念.
3信号频谱分析仪软件总体设计
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/1148.html
