基于LabVIEW的实时频谱分析仪的设计与实现.pdf

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1、潼压料技大学论文题目：基于LabVIEW的实时频谱分析仪的设计与实现申请学位学科：工学所学学科专业：模式识别与智能系统培养单位：电气与信息工程学院硕士生：汪锦导师：张俊涛副教授2010年5月DESIGNANDIMPLEMENTATIoNoFREAL．TIIⅥESPECTRUMANALYZERBASEDoNLABVIEWAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeo

2、fMasterofEngineeringThesisSupervisor：Professor．ZhangJuntao．May,201011基于LabVIEW的实时频谱分析仪的设计与实现摘要随着科技的进步，仪器系统与计算机软件技术紧密结合，产生了虚拟仪器，虚拟仪器依托计算机强大的软硬件资源，从根本上更新了测量仪器的概念。另一方面，频谱分析作为近代的信号分析方法是从事各种电子产品研发、生产、检验的重要工具。高分辨率、宽频带实时的数字频谱分析的方法和实现一直是该领域的研究热点。实时频谱分析在工程实践和理论研究中有着重要的意义，但是目

3、前实时频谱分析仪的价格比较昂贵，使得它不能普遍应用于教学和科研实践中。为此，本文设计了一种全新的频谱分析仪，在NiosII的基础上实现虚拟仪器的功能。NiosII是一种基于FPGA(现场可编程逻辑器件)开发的软核CPU，它以代码的形式固化在FPGA内。它的可配置特性给嵌入式系统设计带来了更大的灵活性，可以说它为嵌入式系统的设计提供了一种全新的思路。虚拟仪器则采用美国国家仪器公司开发的LabVIEW8．6为开发平台，实现频谱分析仪的仪器功能。本文把NiosII和虚拟仪器LabVIEW有效的结合起来，对频谱分析仪进行了实际应用的设

4、计，分为三点。(1)介绍了虚拟仪器的研究背景以及国内外的研究进展，接着对频谱分析仪的基本原理和功能进行了阐述，确立了设计的总体方案，建立了设计的基本框架。(2)从几方面分别详细阐述了设计过程，硬件方面有关于采样电路，系统平台硬件电路的设计，固件方面对NiosII的体系结构进行了深入的分析，并定制了系统所需的处理器内核，随后剖析软件结构，实现了LabVIEW环境下的频谱分析仪。理论和仿真表明结果正确。(3)最后论文对主要工作进行了总结，并指出了系统需要进一步完善和发展的方向。关键词：频谱分析仪，LabVIEW，FPGA，Nios

5、IIDESIGNANDIMPLEMENTATIoNoFR卫AL．TIMESPECTRUMANALYZERBASEDoNLABVIEWAbstractWiththedevelopmentoftechnology,instrumentationandcomputersoftwaretechnologywersgettingclose，resultedinvirtualinstrument．Relyingonthepowerfulcomputer’Sresourceofhardwareandsoftware，virtualinstr

6、umentcompletelyhasbeenchangedthetraditionalconceptofinstrumentsandupdatedtheconceptofmeasuringinstruments．Withmanybenefitsthevietualinstrumenthasbeenwidelyapplied．Ontheotherhand，asamodemsignalanalysismethodthespectralanalysishasappliedbroadlyinvariousdisciplines’res

7、earch．Asanimportanttool，itengagedinelectronicproductdevelopment,production，andtesting．Thehi曲一resolution，wide—bandreal—timedigitalspectralanalysismethodandimplementationresearchfocusinthisarea．Real—TimeSpectrumAnalysishasgreatsignificanceinpracticalengineeringandtheo

8、reticalresearch，butcurrentreal—timespectrumanalyzercannotbeuniversallyappliedtoteachingandresearchpracticebecauseoftheexpensiveprice．一Ther