虛擬信號頻譜分析儀的設計

　　1 系統整體設計方案

　　本設計的虛擬頻譜分析儀即可以對虛擬信號發(fā)生器所產(chǎn)生的信號進(jìn)行頻譜分析。也可以對通過(guò)信號調理器，基于PCI總線(xiàn)的DAQ卡組成的采集系統所采集到的外部信號進(jìn)行頻譜分析。其中，在對外部信號進(jìn)行頻譜分析時(shí)，外界被測信號首先傳送到信號調理電路，且由信號調理電路對它進(jìn)行放大、濾波、隔離等處理后，再經(jīng)數據采集卡進(jìn)行A／D轉換，以將模擬信號轉換為數字信號，然后由軟件對被測試信號進(jìn)行頻譜分析和處理，最后得到測試結果，并按要求將它們顯示或儲存起來(lái)。

　　本文所設計的虛擬頻譜分析儀的前面板圖如圖1所示。這一種虛擬頻譜分析儀能夠提供一個(gè)高精度的頻譜分析功能，并且可以同時(shí)觀(guān)察輸入信號的頻域顯示。但該虛擬頻譜分析儀受數據采集卡采樣速率的限制，其頻率范圍僅為0～50kHz，用戶(hù)可以通過(guò)改變采樣速率和數據長(cháng)度來(lái)選擇頻率分辨率。在虛擬頻譜分析儀的設計中可以通過(guò)程序直接讀出基波頻率和峰值大小，并將它們顯示在面板上，用戶(hù)參考這個(gè)值可以手動(dòng)調整采樣速率的大小和顯示圖形中X、Y軸的坐標來(lái)觀(guān)察所需要的頻譜圖，因此操作更加直觀(guān)、簡(jiǎn)便。信號頻譜分析儀的主要數據處理工作就是對待分析信號進(jìn)行傅立葉變換，然后分析其頻譜特性，并顯示計算結果。

　　2虛擬頻譜分析儀的軟件設計

　　虛擬頻譜分析儀的軟件結構如圖2所示。

　　2.1數據采集模塊

　　數據采集模塊采用子VI AI Acquire Waveform.vi來(lái)控制PCI-1200數據采集卡進(jìn)行數據采集操作，并對采集進(jìn)來(lái)的數據進(jìn)行頻譜分析。參數設置模塊可以設置的參數主要包括：設備與通道，緩沖區大小，采樣點(diǎn)數，觸發(fā)控制，掃描率，顯示方式。頻譜分析模塊是由加窗函數模塊、功率譜轉換模塊、功率譜單位轉換模塊、功率頻率峰值檢波子?？旖M成。