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[期刊论文] 陈林园 金恺 黄光明
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CSTPCD 北大核心
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摘要:在以STM32F103单片机为控制核心、LDC1314电感数字转换器为探头的金属探测系统基础上,为了进一步提高探测系统的灵敏度,通过改变LDC1314前端电感线圈的圈数、线宽及外直径等参数,采用控制变量法进行实验.测试结果表明:最终确定了一组相对最优的线圈几何参数,实现了系统灵敏度的提升....
[硕士论文] 陈林园
电路与系统 华中师范大学 2018(学位年度)
摘要:频谱分析仪被广泛应用于航空航天、军事、通信及其他相关领域,是频域测量中非常重要的仪器,有着“频域示波器”的美称。然而,在目前高校的教学中,频谱分析仪并没有得到普及,究其原因,主要为高端的频谱分析仪价格昂贵、操作复杂、体积庞大,目前市场上并没有符合其频段需求的低成本的频谱分析仪。因此,研制低端领域低成本、高性能的频谱分析仪具有广阔的市场前景。
  在目前高校电子技术实验教学中,信号的频率一般不超过10MHz,为分析高次谐波成分,则需要更高频率范围的频谱分析仪。结合最近几年全国大学生电子设计竞赛情况,其对信号的频率要求基本上在300MHz以内。所以本论文旨在设计一款教学用低成本的300MHz频谱分析仪。而超外差式频谱分析仪相对于FFT分析仪而言,设计成本低、分辨率高、测量范围宽,所以本系统最终采用高中频超外差式和数字中频处理相结合的方案。
  系统采用STM32F429作为控制器、Altera Cyclone V系列FPGA作为信号处理器,被测信号经过射频前端处理后,实现频谱搬移至中频10.7MHz,然后经A/D采样,在FPGA中进行数字中频处理,最终在TFT屏上进行频谱显示。本系统主要由射频前端硬件电路、数字中频信号处理固件和控制显示软件三大部分组成。射频前端硬件电路,主要包括射频前端信号调理模块、合成本振源模块、关键模拟滤波器的设计及AD模块等。其中,射频前端信号调理模块主要包括程控衰减器、低噪声放大器、三级混频和镜像抑制滤波器;合成本振源模块主要实现433MHz~733MHz的扫频源设计和二三级固定本振源设计;关键模拟滤波器包括三级中频带通滤波器的选择以及对三级本振源进行调理的滤波电路设计与仿真;AD模块主要包括AD前端调理和外围电路设计等。数字中频信号处理固件采用数字下变频的方法实现对中频信号的处理,经过数字正交混频、多抽样数据处理、数字检波等,得到信号的幅值数据。控制显示软件包括STM32与FPGA的通信控制、主控器对本振源和其他程控芯片的控制、信号频谱显示控制以及用户界面设计等。
  最后,对本系统进行了关键指标测试和整机测试。三级本振源相位噪声指标优于-95dBc/Hz@10kHz,杂散水平低于60dBc,第三中频信号杂散水平低于60dBc。整机测试结果表明本系统能正确的对300MHz内信号进行频谱分析,实现了本论文的设计目标。
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