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設(shè)計方案

　　圖1為系統(tǒng)設(shè)計總體框圖,。該系統(tǒng)采用C8051(＄8.5125)系列單片機中的 C8051(＄8.5125)F121作為控制器,，CvcloneⅢ系列EP3C40F484C8(＄86.5000)型FPGA為數(shù)字信號算法處理單元。系統(tǒng)設(shè)計遵循抽樣定理,，在時域內(nèi)截取一段適當(dāng)長度信號,，對其信號抽樣量化，按照具體的步驟求取信號的頻譜,，并在LCD上顯示信號的頻譜,，同時提供友好的人機會話功能。該系統(tǒng)zui小分辨率為1 Hz,，可分析帶寬為0~5 MHz的各種信號,。

　　

　　由于單片機C8051(＄8.5125) F121內(nèi)部集成A／D轉(zhuǎn)換器，能夠有效測量自動增益控制AGC壓差,，計算出對輸入信號的放大倍數(shù),；另外，該單片機內(nèi)置高速控制內(nèi)核和豐富的存儲器,，使其能夠控制整個系統(tǒng),；EP3C40F484C8(＄86.5000)型FPGA內(nèi)置豐富的存儲器資源，確保該系統(tǒng)具有足夠的空間存儲采集的點數(shù),，完成離散傅里葉變換,、數(shù)字濾波器、數(shù)字混頻等信號處理,。

　　AGC電路

　　輸入信號經(jīng)高速A／D采樣,，信號幅度必須滿足A／D的采樣范圍，zui高為2-3V,，因此該系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)加AGC電路,。AGC電路采用AD603(＄6.4440)型線性增益放大器,。圖3為AGC電路。

　　

 

　　A／D轉(zhuǎn)換電路

　　ADS2806(＄21.5437)是一款12位A／D轉(zhuǎn)換器,，其特點為：無雜散信號動態(tài)范圍（SFDR）為73 dB,；信噪比（SNR）為66 dB；具有內(nèi)部和外部參考時鐘,；采樣速率為32 MS／s,。圖4為ADS2806(＄21.5437)的電路。為使A／D轉(zhuǎn)換更穩(wěn)定,，在A／D轉(zhuǎn)換器的電源引腳上增加濾波電容,，抑制電源噪聲。該電路結(jié)構(gòu)簡單,，在時鐘CLK的驅(qū)動下,，數(shù)據(jù)端口實時輸出數(shù)據(jù)，供FPGA讀取,。

　　

　　FPGA及外圍接口模塊

　　選用Cyclone(＄898.9000)Ⅲ系列 EP3C40F484(＄86.5000)型FPGA,，該器件內(nèi)部有39 600個LE資源，有1 134 000 bit的存儲器,，同時還有126個乘法器和4個PLL鎖相環(huán),。由于該器件內(nèi)部有大量資源，因而可滿足其內(nèi)部實現(xiàn)數(shù)字混頻,、數(shù)字濾波,、以及FFT運算。FP -GA正常工作時,，主要需要的外部接口有：時鐘電路,、JTAG下載電路、配置器件及下載電路,。圖5為FPGA的外圍接口電路,。

　　

該系統(tǒng)能夠方便地在LCD上顯示信號的頻譜結(jié)構(gòu)圖。操作簡單,，非常適合教學(xué)實驗室學(xué)生使用,。

 

文章來源：電子發(fā)燒友