简易频谱分析仪课程的设计.docVIP

课程设计任务书 学 院（系）： 专 业： 测控技术与仪器 学 生 姓 名： 学 号： 0 设计题目： 简易频谱分析仪 起 迄 日 期: 2011年 12 月19日 ~2012年1月4 日 设计地点: 中北大学主楼1409、1417、1418 指 导 教 师: 专业负责人: 发任务书日期: 2011 年 12 月 19 日  课 程 设 计 任 务 书 1．课程设计课题的任务和要求： 采用外差原理设计并实现频谱分析仪，具体要求如下： 1. 频率测量范围为10MHz～30MHz。 2．频率分辨力为10kHz，输入信号电压有效值为20mV±5mV ,输入阻抗 为50欧。 3．可设置中心频率和扫描宽度。 2．课程设计课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 查阅相关资料 设计原理电路 绘制原理电路图 4.写设计报告 课 程 设 计 任 务 书 3．对课程设计课题成果的要求： 任务书和报告各一份 4．课程设计课题工作时间及评分依据： 时 间 安 排 评 分 依 据 1、12月22号下午3点（1409）交设计思路； 2、 12月29号下午3点 （1409）交原理说明和电路图， 3、 1月4号上午9点 （1409）交设计报告并答辩。 （地点根据具体情况进行修改） ①设计思路，②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原理说明是否正确，⑤报告是否清晰，⑥答辩过程中回答问题是否正确。 所在专业审查意见： 负责人： 靳鸿 年 月 日 测控电路设计 专 业：测控技术与仪器 班 级： 姓 名： 学 号8 设计说明书 1.总体设计思路 本系统利用SPCE061A单片机作为主控制器，采用外差原理设计并实现频谱分析仪：本机振荡器采用DDS芯片AD9850，AD835做集成混频器，通过开关电容滤波器取出各个频点（相隔10KHz）的值，再配合放大，检波电路收集采样值，经主控制器SPCE061A处理，最后送示波器显示频谱。测量频率范围覆盖1MHz-30MHz。 图1 系统总体设计框图 2.系统硬件电路的设计 2.1单片机主控制系统　　本系统选用SPCE061A单片机作为主控制器，进行信号处理和控制人机交互。SPCE061A是一款16位结构的微控制器。在存储器资源方面，SPCE061A内嵌32K字的闪存（Flash），可供存储扫描所得的频率点幅值，而不用外置存储器，节省了存储时间，方便对数据进行处理；在处理速度方面，它的CPU时钟为0.32MHz～49.152MHz，较高的处理速度使其能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号；32位通用可编程输入/输出端口便于与外围器件相连；7通道10位电压模/数转换器(ADC)可供采集样值。2.2 DDS集成芯片　 本系统中选用AD9850 DDS集成芯片完成DDS本振。AD9850是高稳定度的直接数字频率合成器件，内部包含有输入寄存器、数据寄存器、数字合成器（DDS）、10位高速D/A转换器和高速比较器。AD9850高速的直接数字合成器（DDS）核心根据设定的32位频率控制字和5位相移控制字，在外接125MHz晶振时，可产生高达40MHz的正弦波信号。 根据AD9850说明书的电路制作了DDS集成板。实际测试DDS的芯片所产生的信号波形（10M以下）较好，幅度随着频率的升高而略有下降，为了满足AD835小信号混频的性能，我们后接AD603加以衰减。 2.3 混频器　　乘法器AD835可以实现250MHz带宽内的混频，这对于我们的设计完全满足要求。而且其输出幅度在不同频率值时相对稳定，外围电路也相对简单，不需要进行复杂的调零调试，只需要对Z的直流输入进行相对调整即可。 其中W=X×Y+Z。 图2 AD835原理框图 AD835对小信号的乘法精度较高，不易输出新的频率分量，所以我们利用AD603将DDS输出信号适当衰减，将输入小信号适当放大，再送入乘法器，以获得最好的相乘效果。电路连接如图3所示。 图3 带宽90MHz、增