学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于嵌入式的频谱分析仪的研究与设计

作　者: 方勇
导　师: 郭宝龙
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 频谱分析仪 DSP FPGA 模数转换快速傅里叶变换
分类号: TM935.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 108次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

频谱分析仪是信号分析领域内的重要工具,用它可以分析信号的频谱结构。目前,频谱分析仪已被广泛的应在在通信、声纳系统、机械故障检测、电子对抗等众多领域内。本文从硬件和算法两个角度研究了FFT频谱分析仪。硬件系统结构采用FPGA与DSP联合架构,主要包括模数转换、逻辑控制、数字信号处理部分;算法部分主要分析和研究了快速傅里叶变换。本文首先介绍了数字信号处理系统,描述了TMS320C6416芯片特性,并分析了系统中的电源模块、接口模块、存储模块和时钟模块。其次介绍了AD数据转换和逻辑控制部分的设计,AD数据转换负责数据的采样和量化,主要包括AD接口设计、电源设计和时钟设计;逻辑控制部分负责数据的缓存,主要包括AD的配置,FPGA的FIFO设计,EMIF接口设计和RTL仿真。接着介绍了FFT算法,通过对FFT深入分析,发现其在应用中存在栅栏效应、频谱泄露和无时域信息的问题,并针对这些问题提出了相应的解决方法,通过试验测试,证明了其有效性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 引言  7
  1.2 频谱分析仪应用与分类  7-9
  1.3 频谱分析仪国内外发展状况  9-10
  1.4 论文研究工作及全文结构安排  10-13
    1.4.1 论文主要工作  10-11
    1.4.2 论文章节安排  11-13
第二章 TMS320C6416 芯片与DSP硬件系统  13-29
  2.1 DSP芯片概述  13
  2.2 TMS320C6416芯片结构  13-17
    2.2.1 TMS320C6416 主要特性  14
    2.2.2 TMS320C6416 CPU结构  14-17
  2.3 TMS320C6416指令操作  17-19
    2.3.1 寻址方式  17
    2.3.2 指令延迟  17
    2.3.3 并行操作  17-18
    2.3.4 条件操作  18
    2.3.5 资源限制  18
    2.3.6 Q格式数  18-19
  2.4 DSP中断系统  19-21
    2.4.1 中断系统类型  19-20
    2.4.2 中断寄存器  20-21
    2.4.3 中断服务  21
  2.5 DSP硬件系统设计  21-28
    2.5.1 电源模块设计  22-23
    2.5.2 存储模块设计  23-26
    2.5.3 时钟模块设计  26-27
    2.5.4 DSP 外围接口模块设计  27-28
  2.6 本章小结  28-29
第三章数据转换和逻辑控制  29-49
  3.1 数据转换  29-33
    3.1.1 AD9254介绍  29
    3.1.2 AD9254工作原理  29-30
    3.1.3 AD数据转换模块设计  30-33
  3.2 逻辑控制  33-35
    3.2.1 FPGA简介  33
    3.2.2 Quartus设计流程  33-34
    3.2.3 EP2S60F1020芯片介绍  34-35
  3.3 功能模块设计  35-47
    3.3.1 AD配置模块  35-41
    3.3.2 FIFO模块设计  41-43
    3.3.3 EMIF接口模块设计  43-47
  3.4 系统仿真验证  47-48
  3.5 本章小结  48-49
第四章算法原理  49-63
  4.1 离散傅里叶变换及其性质  49
  4.2 FFT原理  49-51
  4.3 DFT缺陷分析  51-53
    4.3.1 栅栏效应  51
    4.3.2 频谱泄露  51-52
    4.3.3 缺乏时域信息  52-53
  4.4 改进方法  53-61
    4.4.1 谱线线性插值法  53-54
    4.4.2 加窗改进法  54-57
    4.4.3 小波包和FFT结合法  57-61
  4.5 本章小结  61-63
第五章总结与展望  63-65
  5.1 工作总结  63-64
  5.2 研究展望  64-65
致谢  65-67
参考文献  67-70

基于嵌入式的频谱分析仪的研究与设计

内容摘要

全文目录

相似论文