基于FET1052-C核心板，實現專業無線頻譜分析儀方案
無線頻譜分析儀
2019-11-09 14:31:00
無線頻譜分析儀方案
頻譜分析儀是信號頻域分析的重要工具，能提供時域觀測中所不能看到的獨特信號，如正弦波的頻譜純度、非正弦波的頻譜、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號，如2G/3G/4G/WIFI/NBIOT通信信號或者145MHz/435MHz對講機VU段通信信號，人們可以使用頻譜分析儀測試對講機各項參數，或者監測未知無線高頻信號，確保通信安全，在民用無線通信領域發揮關鍵作用。
傳統的頻譜分析儀的體積相對較大，且質量較重，工作的時候需要接入220V電源，只能放在桌子上檢測，使用起來較為不便捷。而近年來，隨著嵌入式軟硬件系統的發展， 無線頻譜分析儀開始走小型路線，現在很多的便攜式無線頻譜分析儀， 使用的鋰電池供電，可以做到 跟手機一樣大小，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采樣的頻率以及實時性分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為了可能。
i.MX RT1052 MCU， 搭載Cortex-M7內核，主頻達528MHz，性能強勁，對于 混合信號處理方面的項目來說非常適合，非常適合用做專業的無線頻譜分析儀。并且憑借如此強大的性能和如此豐富的外設，還可以在頻譜分析儀的基礎上擴展許多創意性的功能，如 U段無線對講機， 聲音錄制分析系統等。
飛凌FET1052-C核心板，搭載豐富的接口，可驅動各種與頻譜分析有關的外設：
1、搭載專業硬件ADC接口，可達到專業頻譜分析儀的ADC速率和精度要求；
2、搭載高速硬件SPI接口，可用于驅動SPI接口的頻率信號模塊ADF4351等；
3、搭載高速RGB液晶屏接口，可以搭建美觀的圖形界面。
1、ADC接口連接ADF4351等頻率發生與處理模塊，該模塊有兩個天線，其中一個發射天線（TX）用于發出特定頻率的信號，另一個接收天線（RX）用于接收TX天線發出的特定頻率的信號與模塊周圍空中的信號（包括環境白噪音），并進行混合，將頻率信號依次送入放大器和低通濾波器中進行信號放大和濾波，最終轉為電壓模擬信號。模擬信號進入飛凌的FET1052-C核心板的高速ADC接口，接收到電壓-時間關系（U-t）的模擬信號后，通過FFT（快速傅立葉變換）轉為信號強度（S）隨頻率變化的數字信號關系（S-f），S-f用圖表方式顯示出來就是頻分圖譜，簡稱頻譜。隨時間變化的時分動態頻譜就可以描繪環境中的信號源強度大小，可探測環境的低頻對講機、GSM、CDMA、4G、WIFI、NBIOT等信號源。
2、LCD接口驅動液晶彩屏，帶觸摸，顯示圖形圖像時使用SRAM內存顆粒用作顯示緩存，顯示屏主要作用是為了顯示信號強度-頻率的數字信號（S-f）折線圖，也就是頻譜圖，該界面除了折線頻譜圖以外，還帶有別的虛擬按鈕，如調節掃描頻率帶寬（SPAN），設置頻率起始/結束/中心值（START/STOP/CENT），標記最高值（PEAK），全頻段掃描（FULL），標記特定頻率（MARKER），設置掃描的時間間隔（DELAY），每點擊一個按鈕，都彈出相應的菜單進行特定的操作，如點擊掃描頻率帶寬虛擬按鈕，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，對錄入聲音進行頻譜分析，將分析結果顯示于液晶彩屏上，并將聲音信息保存到FLASH中，并可通過Phone接口播放聲音。
4、通過以太網接口連接電腦，與電腦端上位機程序進行TCP通信，可通過程序進行頻譜的頻率設置、帶寬設置、時間間隔設置等各項控制設置。
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