基于LabVIEW的虚拟频谱分析系统的设计及应用

发布时间：2017-10-28 09:33

  本文关键词：基于LabVIEW的虚拟频谱分析系统的设计及应用

  更多相关文章： 单比特信号处理 ?Σ调制器 频谱分析 微弱信号处理

【摘要】：近年来,随着数字信号处理技术的进步发展,广泛运用到通信、计算机、航空、医疗等各个领域,对信号处理的精度要求也是越来越高。尤其是微弱信号的检测,已经是测量技术中的尖端和综合领域。因此,高精度低噪声的频谱分析仪的诞生应运而生。一位数据流的信号处理结构简单,干扰小,处理速度高(采用单元运算电路,如加法器,乘法器等),运用到频谱分析仪中可以提高分辨率。本文首先介绍了?Σ单比特调制器的调制原理,?Σ调制器中采用了过采样和噪声整形技术,使得其测量精度满足较高的要求。接着本文介绍了采用NI PXI-5922板卡及Lab VIEW平台制作的频谱分析系统的软件及硬件部分。NI PXI-5922采用的是多位单比特?Σ模拟/数字转换器(ADC)技术,提供极高的分辨率和极宽的动态范围。Lab VIEW软件采用的是图形化编辑语言G来编写程序,其程序代码是框图的形式。在用户界面的设计上更加的人性化,使得操作性更强。为了验证本系统的精度,本文给出了对特定性能进实验,并给出了仿真结果。微弱信号的处理,测量仪器的噪声底限要低于所测电路的输出噪声,所测电路输出噪声才能在测量中反映出来,本文频谱分析系统本底噪声只有10nV/rt-Hz之内,比常见信号处理器低了很多,对微弱信号的测量可以更精确。接着本文通过该频谱分析仪测量了100Ω电阻热噪声及增益为115的低噪声放大器OPA627的噪声背景,噪声频谱密度分别在1.283nV/rt-Hz及1.34nV/rt-Hz以下。
【关键词】：单比特信号处理 ?Σ调制器 频谱分析 微弱信号处理
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.23
【目录】：

• 摘要2-3
• abstract3-6
• 引言6-9
• 第一章 ?Σ模数转换器工作原理9-17
• 1.1 采样与过采样9-12
• 1.2 量化12-13
• 1.3 噪声整形13-16
• 1.3.1 一阶?Σ调制器13-14
• 1.3.2 二阶及高阶?Σ调制器14-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第二章 虚拟频谱分析系统的硬件实现17-27
• 2.1 数据采集系统硬件结构17-18
• 2.1.1 采集系统结构框架17-18
• 2.2 NI PXI-5922特性18-25
• 2.2.1 PXI-5922的构架19-23
• 2.2.2 NI PXI-5922的性能示例23-25
• 2.3 本章小结25-27
• 第三章 基于LabVIEW平台的软件模块27-37
• 3.1 LabVIEW简介27
• 3.2 LabVIEW软件特点27-28
• 3.3 LabVIEW频谱分析系统28-36
• 3.3.1 用户界面29-31
• 3.3.2 框图程序面板及各模块功能31-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 低噪声运算放大器噪声背景的测量37-48
• 4.1 运算放大器噪声介绍37-39
• 4.2 运算放大器噪声分析及理论值计算公式39-42
• 4.3 噪声计算实例42-47
• 4.3.1 实验仪器43
• 4.3.2 实验过程43-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 总结与展望48-50
• 5.1 本文总结48
• 5.2 工作展望48-50
• 参考文献50-52
• 攻读学位期间的研究成果52-53
• 附录53-57
• 致谢57-58

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本文编号：1107706