電(diàn)力無線頻(pín)譜儀

2021-12-28

基于FET1052-C核心闆,實現專業無線頻(pín)譜分(fēn)析儀方案

頻(pín)譜分(fēn)析儀是信号頻(pín)域分(fēn)析的重要工(gōng)具,能提供時域觀測中(zhōng)所不能看到的獨特信号,如正弦波的頻(pín)譜純度、非正弦波的頻(pín)譜、諧波失真等。簡單來說,就是它可以檢測周圍是否存在無線通信信号,如2G/3G/4G/WIFI/NBIOT通信信号或者145MHz/435MHz對講機VU段通信信号,人們可以使用頻(pín)譜分(fēn)析儀測試對講機各項參數,或者監測未知(zhī)無線高頻(pín)信号,确保通信安全,在民用和軍用無線通信領域發揮關鍵作用。

傳統的頻(pín)譜分(fēn)析儀的體(tǐ)積相對較大(dà),且質量較重,工(gōng)作的時候需要接入220V電(diàn)源,隻能放(fàng)在桌子上檢測,使用起來較爲不便捷。而近年來,随着嵌入式軟硬件系統的發展, 無線頻(pín)譜分(fēn)析儀開(kāi)始走小(xiǎo)型路線,現在很多的便攜式無線頻(pín)譜分(fēn)析儀, 使用的锂電(diàn)池供電(diàn),可以做到 跟手機一(yī)樣大(dà)小(xiǎo),可以很方便地用手拿起來檢測。

 

雖然在便攜性上面好了許多,但是圖像顯示的效果、AD采樣的頻(pín)率以及實時性分(fēn)析上面還是略微有些差,直到i.MX RT1052的推出,使得這幾點的改善成爲了可能。

i.MX RT1052 MCU, 搭載Cortex-M7内核,主頻(pín)達528MHz,性能強勁,對于 混合信号處理方面的項目來說非常适合,非常适合用做專業的無線頻(pín)譜分(fēn)析儀。并且憑借如此強大(dà)的性能和如此豐富的外(wài)設,還可以在頻(pín)譜分(fēn)析儀的基礎上擴展許多創意性的功能,如 U段無線對講機 聲音錄制分(fēn)析系統等。

飛淩FET1052-C核心闆,搭載豐富的接口,可驅動各種與頻(pín)譜分(fēn)析有關的外(wài)設:

1、搭載專業硬件ADC接口,可達到專業頻(pín)譜分(fēn)析儀的ADC速率和精度要求;

2、搭載高速硬件SPI接口,可用于驅動SPI接口的頻(pín)率信号模塊ADF4351等;

3、搭載高速RGB液晶屏接口,可以搭建美觀的圖形界面。

方案實現

1、ADC接口連接ADF4351等頻(pín)率發生(shēng)與處理模塊,該模塊有兩個天線,其中(zhōng)一(yī)個發射天線(TX)用于發出特定頻(pín)率的信号,另一(yī)個接收天線(RX)用于接收TX天線發出的特定頻(pín)率的信号與模塊周圍空中(zhōng)的信号(包括環境白(bái)噪音),并進行混合,将頻(pín)率信号依次送入放(fàng)大(dà)器和低通濾波器中(zhōng)進行信号放(fàng)大(dà)和濾波,最終轉爲電(diàn)壓模拟信号。模拟信号進入飛淩的FET1052-C核心闆的高速ADC接口,接收到電(diàn)壓-時間關系(U-t)的模拟信号後,通過FFT(快速傅立葉變換)轉爲信号強度(S)随頻(pín)率變化的數字信号關系(S-f),S-f用圖表方式顯示出來就是頻(pín)分(fēn)圖譜,簡稱頻(pín)譜。随時間變化的時分(fēn)動态頻(pín)譜就可以描繪環境中(zhōng)的信号源強度大(dà)小(xiǎo),可探測環境的低頻(pín)對講機、GSM、CDMA、4G、WIFI、NBIOT等信号源。

2、LCD接口驅動液晶彩屏,帶觸摸,顯示圖形圖像時使用SRAM内存顆粒用作顯示緩存,顯示屏主要作用是爲了顯示信号強度-頻(pín)率的數字信号(S-f)折線圖,也就是頻(pín)譜圖,該界面除了折線頻(pín)譜圖以外(wài),還帶有别的虛拟按鈕,如調節掃描頻(pín)率帶寬(SPAN),設置頻(pín)率起始/結束/中(zhōng)心值(START/STOP/CENT),标記最高值(PEAK),全頻(pín)段掃描(FULL),标記特定頻(pín)率(MARKER),設置掃描的時間間隔(DELAY),每點擊一(yī)個按鈕,都彈出相應的菜單進行特定的操作,如點擊掃描頻(pín)率帶寬虛拟按鈕,則彈出數字九宮格用于帶寬值的輸入。

3、通過麥克風接口接入麥克風,對錄入聲音進行頻(pín)譜分(fēn)析,将分(fēn)析結果顯示于液晶彩屏上,并将聲音信息保存到FLASH中(zhōng),并可通過Phone接口播放(fàng)聲音。

4、通過以太網接口連接電(diàn)腦,與電(diàn)腦端上位機程序進行TCP通信,可通過程序進行頻(pín)譜的頻(pín)率設置、帶寬設置、時間間隔設置等各項控制設置。

 
 
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