目 录
第一章绪论 III
1.1课题来源及意义 III
1.2研究现状及发展态势 III
1.3课题研究内容 III
1.4论文特色 IV
第二章 整体仿真与介绍 5
2.1 系统整体架构 5
2.2 系统整体模拟仿真 5
2.3硬件开发平台选择与介绍 6
第三章 数字下变频 9
3.1信号下变频架构对比与选择 9
3.2信号预处理 10
3.3数字下变频原理 11
11
3.4数字下变频具体实现 12
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第四章 抽取滤波 15
4.1频率分辨率简介 15
4.2 FIR滤波器设计方法对比于选择 16
4.2.1 窗函数设计法 17
4.2.2等波纹最佳逼近法 17
4.2.3 滤波器设计工具简介 18
4.2.4测试对比 19
4.3 CIC滤波器 20
4.4两种架构对比 22
4.5 具体设计与实现 24
4.5.1等波纹数字滤波器实现。 24
4.5.2 CIC数字滤波器实现。 25
4.5.3数据截断 26
第五章 幅频特性计算设计与实现 27
5.1 离散傅里叶变换 27
第六章 数据传输与展示 28
1.3课题研究内容
本论文的研究内容是基于全数字中频架构，以ALINX的AX725B开发板和AN108模数转换模块为硬件平台，采用全数字中频架构，对采集的信号进行频谱分析。具体的研究内容包括，完成对采集信号的数字下变频，产生I/Q两路信号、使用等波纹窗函数FIR抽取滤波器和CIC（Cascade Integrator Comb）抽取滤波器，实现频率分辨率可变更模块的设计、对信号进行离散傅里叶变换，从而得到信号的频谱、使用串口通信协议，将频谱信息传输到上位机并以图形方式显示出来，以及实现上位机对开发板的控制、以及上位机的设计与开发。具体指标：adc采样率为25MSPS、频谱分辨率可变，且需要达到10Hz以下、开发板与上位机之间的数据传输速度须达到80kbit/s、每次进行离散傅里叶变换的点数达到2000以上。
1.4论文特色
本论文的研究所设计采样率虽然不高，但非常全面，扩展性好，只需要通过更换更高采样速率的模块和修改滤波器的参数，即可分析更宽的频率范围通过在低频段。在本频谱分析系统前增加模拟信号前端通道，可以进一步提高本系统的工作频率范围。硬件只包含了AD模块和FPGA开发板，复杂度低，之后可以通过设计专用的电路，使其体积更小。本论文的研究也可为之后更高采样速率的频谱分析积累技术经验。
