基于STMF的频谱分析仪

频谱分析仪基础知识性能指标及实用技巧频谱分析仪是用来显示频域信号幅度的仪器，在射频领域有“射频万用表”的美称。

在射频领域，传统的万用表已经不能有效测量信号的幅度，示波器测量频率很高的信号也比较困难，而这正是频谱分析仪的强项。

本讲从频谱分析仪的种类与应用入手，介绍频谱分析仪的基本性能指标、操作要点和使用方法，供初级工程师入门学习；同时深入总结频谱分析仪的实用技巧，对频谱分析仪的常见问题以Q/A的形式进行归纳，帮助高级射频的工程师和爱好者进一步提高。

频谱分析仪的种类与应用频谱分析仪主要用于显示频域输入信号的频谱特性，依据信号处理方式的差异分为即时频谱分析仪和扫描调谐频谱分析仪两种。

完成频谱分析有扫频式和FFT两种方式：FFT适合于窄分析带宽，快速测量场合；扫频方式适合于宽频带分析场合。

即时频谱分析仪可在同一时间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号设置相对应的滤波器与检知器，并经由同步多工扫瞄器将信号输出至萤幕，优点在于能够显示周期性杂散波的瞬时反应，但缺点是价格昂贵，且频宽范围、滤波器的数目与最大多工交换时间都将对其性能表现造成限制。

扫瞄调谐频谱分析仪是最常用的频谱分析仪类型，它的基本结构与超外差式接收器类似，主要工作原理是输入信号透过衰减器直接加入混波器中，可调变的本地振荡器经由与CRT萤幕同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，再将混波器与输入信号混波降频后的中频信号放大后、滤波与检波传送至CRT萤幕，因此CRT萤幕的纵轴将显示信号振幅与频率的相对关系。

基于快速傅立叶转换（FFT）的频谱分析仪透过傅立叶运算将被测信号分解成分立的频率分量，进而达到与传统频谱分析仪同样的结果。

新型的频谱分析仪采用数位方式，直接由类比/数位转换器（ADC）对输入信号取样，再经傅立叶运算处理后而得到频谱分布图。

频谱分析仪透过频域对信号进行分析，广泛应用于监测电磁环境、无线电频谱监测、电子产品电磁兼容测量、无线电发射机发射特性、信号源输出信号品质、反无线窃听器等领域，是从事电子产品研发、生产、检验的常用工具，特别针对无线通讯信号的测量更是必要工具。

什么是频谱分析仪，频谱分析仪的工作原理是什么，频谱分析仪怎样使用？什么是频谱分析仪？频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。

它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。

现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。

仪器内部若采用数字电路和微处理器，具有存储和运算功能；配置标准接口，就容易构成自动测试系统。

频谱分析仪的工作原理以及应用方面推广：频谱分析仪的组成及工作原理图1所示为扫频调谐超外差频谱分析仪组成框图。

输入信号经衰减器以限制信号幅度，经低通输入滤波器滤除不需的频率，然后经混频器与本振（LO）信号混频将输入信号转换到中频（IF）。

LO 的频率由扫频发生器控制。

随着LO频率的改变，混频器的输出信号（它包括两个原始信号，它们的和、差及谐波，）由分辨力带宽滤波器滤出本振比输入信号高的中频，并以对数标度放大或压缩。

然后用检波器对通过IF滤波器的信号进行整流，从而得到驱动显示垂直部分的直流电压。

随着扫频发生器扫过某一频率范围，屏幕上就会画出一条迹线。

该迹线示出了输入信号在所显示频率范围内的频率成分。

频谱仪各部分作用及显示信号分析输入衰减器：保证频谱仪在宽频范围内保持良好匹配特性，以减小失配误差;保护混频器及其它中频处理电路，防止部件损坏和产生过大的非线性失真。

混频器：完成信号的频谱搬移，将不同频率输入信号变换到相应中频。

在低频段（《3GHz）利用高混频和低通滤波器抑制镜像干扰;在高频段（》3GHz）利用带通跟踪滤波器抑制镜像干扰。

本振（LO）：它是一个压控振荡器，其频率是受扫频发生器控制的。

其频率稳定度锁相于参考源。

扫频发生器：除了控制本振频率外，它也能控制水平偏转显示，锯齿波扫描使频谱仪屏幕上从左到右显示信号，然后重复这个扫描不断更新迹线。

DSP课程设计报告课题：基于FFT的频谱分析仪设计班级：电子信息工程0901班小组成员：陈湛国200930410103谢海200930410124 指导老师：徐梅宣华南农业大学珠江学院信息工程系一、设计原理（1）实现输入数据的比特反转输入数据的比特反转实际上就是将输入数据进行位码倒置，以便在整个运算后的输出序列是一个自然序列。

在用汇编指令进行位码倒置时，使用位马导致寻址可以大大提高程序执行速度和使用存储器的效率。

在这种寻址方式下，AR0存放的整数N是FFT点的一半，一个辅助寄存器指向一个数据存放的单元。

当使用位码倒置寻址将AR0加到辅助寄存器时，地址将以位码倒置的方式产生。

（2）实现N点复数FFTN点复数FFT算法的实现可分为三个功能块，及第一级蝶形运算、第二级蝶形运算、第三级至log2N级蝶形运算。

在运算过程中，为了避免运算结果的溢出，可对每个蝶形的运算结果右移一位。

（3）功率谱的计算计算功率谱时只需将FFT变换好的数据，按照实部X R(k)和虚部X I(k)求它们的平方和，然后对平方和进行开平方运算。

（4）输出FFT结果二、操作步骤1、运行软件打开Setup CCStudio v3.3，在Family中选择C54XX，Platform中选择simulator，此时在My System中出现C54xx Rev.x CPU Cycle Accurate Simulator，点击，然后再点击“Save&Quit”，此时有窗口“Code Composer Studio Setup”出现，点击“Yes”，然后进入CCStudio:Parallel Debug Manager，在“Open”选项中选择“C54xx Rev.x CPU Cycle Accurate Simulator”，则进入设计的操作界面。

2、载入程序代码，编译并执行首先，点击“Project”，建立新文件；然后点击“File”，建立源文件，后缀名分别为“.C”、“.cmd”；其次，把编好的FFT程序放入“.C”文件中，命令文件也编入“.cmd”中；再次，加载文件“.C”及“.cmd”文件;接着点击“Project”中的“Rebuild Aall”,无错误出现，则继续操作；点击“File”中的“Load Program”，把后缀为“.out”的文件加载进来；然后点击“Run”，最后，点击“View”，“Graph”，进入“time/Frequency”，修改设置后，点击“ok”，则出现图像。

第33卷第3期2010年6月电子器件Chinese Journal of Electr on DevicesVol .33　No .3Jun .2010收稿日期:2010-01-07 修改日期:2010-01-20The All 2Ph ase FFT Ph ase D i fference Measure ment Syste m B ased on ST M32Q IU L iangfeng,L IU J ingbiao 3,YU Haibin(School of E lectronics &Infor m ation,Hangzhou D ianzi U niversity,Hangzhou 310018,China )Abstract:For the need of signal phase difference measure ment in m ilitary and civil engineering fields ,based on A ll 2phase measure ment theory (a kind of FFT ).and the AR M company ’s high 2perfor mance p r ocess or,32B itCortex M32core ST M32F103,we designed and built a l o w 2cost,si m p le structure,fast p r ocessing and effective phase difference measure ment syste m.After by sa mp ling 127point and treating of the m,we make 64point FFT and achieve the signal phase measure ment .The tests show that the syste m has an effective res oluti on accuracy of 1degree .Key words:phase difference measure ment;ST M32;A ll 2phase FFT;si m ulati on testing EEACC:7310H基于ST M32的全相位FFT 相位差测量系统邱良丰,刘敬彪3,于海滨(杭州电子科技大学电子信息学院,杭州310018)摘　要:针对军用和民用工程领域信号相位差测量的需要,基于全相位测量理论,使用AR M 公司的高性能32B it Cortex M32内核处理器ST M32F103,设计并制作了一个低成本,结构简单,处理速度快而有效的相位差测量系统,通过采样了127个点,处理后做64个点的FFT,实现了信号相位差的测量。

R&S®FSL频谱分析仪重量极轻, 高性能,结构紧凑测试与测量产品手册|5.1罗德与施瓦茨R&S®FSL频谱分析仪1¸FSL 是在该级别仪器中具有最宽的解调带宽和最佳 RF 特性的全功能频谱分析仪。

2R&S®FSL 频谱分析仪一览¸FSL 是一台重量极轻且结构紧凑的分析仪，适合在开发、维护和生产中的大量应用中使用。

尽管它体积很小，却提供了高端仪器才具有的大量功能，因而具有出色的性价比。

¸FSL 是在该级别中唯一的一种具有高达6 GHz 的跟踪源的仪器，可以对具有28 MHz 带宽的信号进行I/Q 解调。

除此之外, ¸FSL 的工作频率范围可达18 GHz, 适用于微波频段高端功能也体现在其操作特点上。

与高端频谱仪一样，¸FSL 的主要功能可直接通过固定分配的功能键进行访问，而附加功能可通过软键和表格进行访问。

这样就缩短了新用户学习使用仪器的时间。

紧凑的设计、极轻的重量以及可选的内置电池，使得¸FSL 适合于移动使用。

¸FSL 具有独特的即插即用升级能力。

所有选件可以不打开仪器而添加进来。

主要特点频率范围9 kHz 至3 GHz/6 GHz/18 GHz 3 GHz/6 GHz 产品可选配跟踪源同类产品中最佳射频性能同类产品中最大I/Q 解调带宽28 MHz 即使在微波频段也具有很高的测量精度由于全数字运算而具有很高的滤波器精度结构坚固而紧凑便携提手和很轻的重量（<8 kg/18 lbs ）可选择电池供电操作功能广泛，操作简单易于在现场升级J J J J J J J J J J J 现在，您在购买频谱分析仪时无需再在价格和功能二者之间进行折衷了。

您不必增加预算，就能购买到具有高端性能的仪器 — ¸FSL 。

R&S®FSL频谱分析仪优势及主要特点同类产品中优异的性能从9 kHz到18 GHz连续射频范围和28 MHz解调带宽即是在微波频段也有低的测量不确定度灵活快速的用于生产高测量速度节省了时间提高了效率通过LAN或IEC/IEEE总线进行符合SCPI标准的远程控制用于实验室研发极高的性价比满足信号分析的通用目的对于各种无线/数字蜂窝标准具有广泛的测量功效轻便紧凑的结构，便于现场安装维护和操作尺寸小重量轻，易于便携可选内部电池实现无电源线操作支持NRP-Zxx探头进行功率测量接口多样，升级简便所有选件的安装都可以不打开仪器附加接口扩展了FSL的应用范围功能广泛－易于操作拥有广泛的测量功能，具备高端频谱分析仪的特点内置测量程序和多种可选择的固件选件JJJJJJJJJJJJJJ罗德与施瓦茨R&S®FSL频谱分析仪3该级别中性能最为优异的仪器偏离载波10 kHz处的相位噪声典型值为-103 dBc (1 Hz)，三阶互调截止点典型值为+18 dBm, 10 Hz 至10 MHz的中频带宽范围，以及-162 dBm的平均显示噪声电平 (DANL)，所有这些都使¸FSL能够与高端分析仪相匹敌。

频谱分析仪操作流程频谱分析仪是一种用于测量和分析信号频谱特性的仪器。

它能够帮助工程师们深入了解信号的频域特性，从而在电子通信、音频处理、无线电、无线电频段研究等领域中发挥重要作用。

本文将介绍频谱分析仪的基本操作流程，帮助读者快速上手。

1. 连接设备首先，确保频谱分析仪和待测信号源正确连接。

通过信号源输出端口与频谱分析仪的输入端口相连接，使用合适的连接线缆确保稳定可靠的信号传输。

同时，检查电源线是否连接正常。

2. 打开频谱分析仪通过按下电源按钮开启频谱分析仪。

在启动过程中，仪器会进行自检，并显示相关启动信息。

确保仪器运行正常后，等待进入工作状态。

3. 设置参数根据实际需求，设置频谱分析仪的参数。

这些参数可能包括中心频率、带宽、时钟速率、分析窗口类型等。

根据待测信号的特点，调整参数以获取所需的测试结果。

4. 选择测量模式在频谱分析仪的菜单系统中选择合适的测量模式。

常见的测量模式包括实时模式和扫描模式。

实时模式能够提供连续的频谱显示，适用于对动态信号进行实时观测。

扫描模式则能够根据特定的扫描范围获取更详细的频谱信息。

5. 开始测量确定测量模式后，点击“开始”按钮或按下相应的测量快捷键，开始进行频谱分析。

频谱分析仪会对输入信号进行采样和处理，并显示频谱结果。

根据实际需要可能需要等待一些时间来获取准确的测量数据。

6. 数据解读分析仪显示的频谱图将提供信号的频域信息。

读取并分析频谱图上的曲线、峰值、幅度等信息，对信号特征进行辨识和理解。

理解频谱图可以帮助识别信号中的峰值、杂散、干扰等。

7. 归档和报告将所测得的频谱数据归档并生成报告。

可以将数据保存到电脑硬盘或其他存储介质中，以备后续分析和复查。

同时，根据实际需要，可以生成图表、图像或报告，用于数据展示和共享。

8. 断开连接和关闭仪器在测量结束后，先断开频谱分析仪与信号源之间的连接，然后关闭仪器。

注意遵循正确的操作顺序，避免损坏设备。

以上即为频谱分析仪的基本操作流程。

目录频谱分析仪操作指南 (1)第一节仪表板描述 (1)一、前面板 (1)二、后面板(略) (6)第二节基本操作 (6)一、菜单操作和数据输入 (6)二、显示频谱和操作标记 (8)三、测试窗口和显示线 (12)四、利用横轴测试频率 (16)五、自动调整 (19)七、 UNCAL信息 (22)第三节菜单功能描述 (24)频谱分析仪操作指南第一节仪表板描述一、前面板这部分包括前面控制板详细的视图、按键解释和显示在那些图片上的连接器，这可从频谱仪的前部面板看到，共分为九个部分，如下所述：1、显示部分控制描述1 液晶显示(LCD) 显示轨迹和测试数据2 活动区域显示输入数据和测试数据3 软菜单显示显示每个软按键的功能（同时一直到7）4 对比度控制校准显示亮度OFF键关掉活动区域移开任何显示的信息5 ACTIVE6 软按键七个键相应于显示在左边的软菜单；按一个软按键选择相应的菜单项目7 RETURN键用于返回屏幕显示到分级软菜单结构的上一级菜单2控制描述开关转动电源的开或关1 POWERINPUT1连接器 N-型输入连接器50欧姆2 RF分析器输入连接器：频率范围是9千赫兹到3G赫兹最大输入电平是+20dBm（INPUT ATT≥20dB）或±50VDC 最大（R3131）最大输入电平是+30dBm（INPUT ATT≥30dB）或±50VDC 最大（R3131A）INPUT2连接器（未使用）3 RFOUTPUT连接器 TG输出连接器4 TG频率范围是100千赫兹到3G赫兹仅当选项74被装备时才有效3、软盘驱动部分控制描述1 驱出按钮用于从驱动器中弹出软盘2 软盘驱动门在这里插入软盘3 通路灯, 当软盘正进入驱动器中开启4、MEASUREMENT部分465、DATA 部分6控制描述1 PKSRC键搜索轨迹的峰值点2 MKR键显示标记3 MEAS键设置测试方式4 MAK→键获得标记值，以便使用这数据作为其它功能7、 CONTROL 部分16控制描述1 BW键用于设置分析带宽 (RBW)和视频带宽(VBW)2 TRIG键用于设置触发状态3 PAS/FAIL键用于设置电平窗口的状态和检测遇到的情况4 DISPLAY键用于设置显示线、参考线，等5 TRACE键用于设置轨迹功能6 SWEEP键用于设置扫描时间8、SYSTEM部分SYSTEM□ REMOTE控制描述1 LOCAL键RIMOTE灯脱离GPIB远程控制灯亮时，表示频谱分析仪处于远程方式中2 CONFIG键PRESET键（SHIFT，CONFIG）设置界面的操作状态等使频谱分析仪复位到厂商默认的设置3 SHIFT键作为确定键，允许进入附加功能（这键上有蓝色标贴）。

基于频谱分析仪的调幅信号快速测试方法调幅信号，又称调频信号，是由频率变化的时域信号所构成的信号，在不同的应用领域中，如卫星通信、交流电网中，有着重要的作用。

调幅信号测试是一项技术活动，它侧重于测量不同型号调幅信号模型的特性和参数，进而优化其能力以适应不同的应用场景。

自20世纪90年代以来，随着科学技术的进步，调幅信号测试的方法已经得到更新。

最新的测试仪器可以检测不同类型的调幅信号，根据它们的频谱特性进行快速的测试。

频谱分析仪是一种测试仪器，它可以快速地完成调幅信号的测试。

频谱分析仪使用宽带高通滤波器对调幅信号进行分析，这样就能够快速检测到信号的必要参数。

然后，它使用精密的计算机算法计算信号的频谱特性，以及其他参数。

最终，频谱分析仪能够快速准确地测量到调幅信号的参数，从而确保信号可以被准确链接和传输。

基于频谱分析仪的调幅信号快速测试方法，利用它的时域、频域以及复域的处理技术，分析调幅信号的特性，获取信号参数，确定信号的传输特性，计算功率谱密度，计算峰值幅度，度量原始信号的参数，以及监测信号的变化等。

频谱分析仪可以在极短的时间内，快速精确地测量出调幅信号的参数，从而提供有效的调制、解调及信号性能测试等操作能力。

此外，频谱分析仪还可以被用来分析调幅信号的噪声性能。

通过频谱分析仪，可以快速计算出调幅信号的信噪比，并分析信号的噪声性能。

在无线电通信领域，噪声性能能够从一定程度上反映信号的传输质量，因此，频谱分析仪可以帮助科学家们快速而准确地判定信号的噪声性能，从而及时发现并解决信号传输过程中出现的问题。

频谱分析仪不仅可以用于调幅信号测试，而且还能够用于航空电子、测控技术、计算机网络等其他应用领域。

它可以快速检测出不同型号信号的特性，以及复杂的调制、解调及信号性能测试等操作，从而为科学家们提供了更多的可能。

综上所述，基于频谱分析仪的调幅信号快速测试方法已经受到了越来越多科学家和工程师的关注和应用。

频谱分析仪能够快速准确地测量出不同型号的调幅信号的特性参数，快速检测信号的噪声性能，并分析信号的传输特性以及变化，从而帮助科学家和工程师提高信号的传输质量。

（工作分析）频谱分析仪工作原理和应用频谱分析仪工作原理和应用《频谱分析仪工作原理和应用》原始文档本章除了说明频谱分析仪工作原理、操作使用说明之外，也将其应用领域范围作详细的介绍，尤其应用于天线特性的量测技术将有完整说明。

本章的内容包括：本章要点1-1概论1-2频谱分析仪的工作原理1-3频谱分析仪的应用领域实习一频谱分析仪1-1概论就量测信号的技术观之，时域方面，示波器为一项极为重要且有效的量测仪器，它能直接显示信号波幅、频率、周期、波形与相位之响应变化，目前，一般的示波器至少为双轨迹输出显示装置，同时也具有与绘图仪连接的 IEEE-488、IEEE-1394 或 RS-232 接口功能，能将屏幕上量测显示的信息绘出，作为研究比较的依据，但它仅局限于低频的信号，高频信号则有其实际的困难。

频谱分析仪乃能弥补此项缺失，同时将一含有许多频率的信号用频域方式来呈现，以识别在各个频率的功率装置，以显示信号在频域里的特性。

图 1.1 说明方波在时域与频域的关系，此立体坐标轴分别代表时间、频率与振幅。

由傅立叶级数(Fourier Series)可知方波包含有基本波(Fundamental Wave)及若干谐波(Harmonics)，信号的组合成份由此立体坐标中对应显示出来。

低频时，双轨迹模拟与数字示波器为目前信号时域的主要量测设备，模拟示波器可量测的输入信号频率可达 100 MHz，数字示波器有 100 MHz 与 400（或 500）MHz 等多种。

屏幕上显示信号的意义为横轴代表时间，纵轴代表信号电压的振幅，用示波器量测可得到信号时间的相位及信号与时间的关系，但无法获知信号失真的数据，亦即无法获知信号谐波分量的分布情况，同时量测微波领域(如 UHF 以上的频带)信号时，基于设备电子组件功能的限制、输入端杂散电容等因素，量测的结果无可避免地将产生信号失真及衰减，为解决量测高频信号上述的问题，频谱分析仪为一适当而必备的量测仪器，频谱分析仪的主要功能是量测信号的频率响应，横轴代表频率，纵轴代表信号功率或电压的数值，可用线性或对数刻度显示量测的结果。

基于单片机的频谱仪设计发表时间：2019-08-15T15:40:29.510Z 来源：《信息技术时代》2018年12期作者：唐弟杨艺敏[导读] 频谱仪以STM32F103单片机作为主控电路，包含程控衰减模块HMC624，滤波模块、混频模块ADL5801、固定增益放大模块adl5611、检波模块ad8310，利用锁相环芯片ADF4351生成系统扫频信号发生器，输出的信号频率范围为35MHz到400MHz以上。

（桂林电子科技大学信息科技学院，广西桂林 541000）项目支持：2017年大学生创新创业项目“便携式简易频谱仪的设计”，项目编号：201713644035摘要：频谱仪以STM32F103单片机作为主控电路，包含程控衰减模块HMC624，滤波模块、混频模块ADL5801、固定增益放大模块adl5611、检波模块ad8310，利用锁相环芯片ADF4351生成系统扫频信号发生器，输出的信号频率范围为35MHz到400MHz以上。

频谱仪采用两级混频，然后通过检波器对第二中频信号进行模拟检波，输出直流信号给STM32的ADC脚进行采集并处理，此外由程控衰减进行参考电平的调节，最后通过TFT液晶屏显示频率和频谱。

该频谱仪实现了实用频谱仪的频标设置、扫频宽度、参考电平等功能。

关键词：STM32；ADF4351adl5801；混频Design of SpectrometerAbstract：The spectrum analyzer uses STM32F103 MCU as the main control circuit,including program-controlled attenuation module HMC624,filtering module,mixing moduleADL5801,fixed gain amplification module adl5611,detection module ad8310.The system sweep signal generator is generated by using phase-locked loop chip ADF4351,and the output signal frequency range is over 35MHz to 400MHz.The spectrum analyzer uses two-stage mixing,and then simulates the second IF signal through the detector.The output DC signal is collected and processed by the ADC foot of STM32.In addition,the reference level is adjusted by programmable attenuation.Finally,the frequency and spectrum are displayed by TFT LCD screen.The spectrum analyzer realizes the functions of frequency standard setting,sweep width and reference electric equality of practical spectrum analyzer.Key words：STM32; ADF4351; adl5801; mixing引言技术不断发展，信号频率越来越高、精度要求越来越高、工程作业环境越来越复杂等等挑战不断催促着频谱仪更新换代。

h g 攀枝花学院本科毕业设计（论文）基于STM32的信号发生器学生姓名： 钟尚儒学生学号： 201310501084院（系）： 电气信息工程学院年级专业： 2013级电子信息工程2班指导教师：郝小江 助理指导教师：二〇一七年六月摘要随着电子产品的发展，单片机处理器的应用已经广泛的应用在日常生活中每个角落。

特别是在信号发生器中的应用，信号发生器在各行各业中发挥着重要的作用，具有非常重要的意义，现实中接触比较多的是教学实践中，由于很多学校的研究经费有限，不能购买精密的昂贵器材等原因，急需要设计出一款智能化，低成本的信号发生器，可以输出三角波、方波和正弦波等波形。

在本文中根据现实的需求设计出一款基于STM32F103Cx的信号发生器系统，整体设计由处理器模块、电源电路模块、AD9833电路模块、按键电路模块、数字显示模块几部分组成。

处理器模块采用STM32F103Cx芯片作为该系统的核心处理模块，采用LCD1602液晶显示器作为该系统的显示模块，按键方案采用独立按键的方式更加容易控制设置输出数据，电源接口采用USB方式，使用更加方便。

该设计系统采用altium designer等软件完成PCB版的设计，然后进行焊接和测试等，采用keil软件进行编写软件程序，完成波形的输出等，最后经过软硬件设计出可输出三种波形：三角波、方波和正弦波。

该系统的设计具有简单和性能优良等优点，最后经过软硬件的调试之后，各项功能和性能都满足设计的要求。

关键词：STM32F103Cx单片机,AD9833电路模块，液晶显示器1602,DDS信号发生器攀枝花学院本科毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTAbstract: With the development of electronic products, the application of single-chip processor has been widely used in every corner of daily life. Especially in the application of signal generator, the signal generator in all walks of life play an important role, has a very important significance, the reality of contact with more teaching practice, because many schools of research funding is limited, not The purchase of sophisticated equipment and other reasons, the urgent need to design an intelligent, low-cost signal generator, you can output triangular wave, square wave and sine wave and other waveforms. In this paper, according to the actual needs of a design based on STM32F103Cx signal generator system, the overall design by the processor module, power circuit module, AD9833 circuit module, key circuit module, digital display module composed of several parts. Processor module using STM32F103Cx chip as the core of the system processing module, the use of LCD1602 LCD display as the system's display module, the key program using a separate key way easier to control the output data output, power interface using USB way, the use of more convenient. The design system uses altium designer and other software to complete the PCB version of the design, and then welding and testing, the use of keil software to write software programs to complete the output of the waveform, and finally through the hardware and software design can output three waveforms: triangular wave Wave and sine wave. The design of the system is simple and excellent performance, etc., and finally after the hardware and software debugging, the functions and performance to meet the design requirements.Key words:STM32F103Cx single-chip,AD9833 circuit module, liquid crystal display 1602, DDS Signal generator目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 课题背景与研究意义 (1)1.2国内外研究现状和发展趋势 (3)1.3本文研究的主要内容 (5)第二章系统方案设计 (6)2.1DDS的基本原理 (6)2.2处理器方案 (7)2.3显示方案 (9)2.4按键方案 (9)2.5方案确立 (10)第三章硬件设计方案 (11)3.1系统总体设计 (11)3.2处理器模块 (12)3.3AD9833电路模块 (12)3.4按键电路模块 (13)3.5电源模块 (14)3.6显示模块电路 (15)3.7本章总结 (16)第四章软件设计方案 (17)4.1系统总体软件设计 (17)4.2三角波输出模块软件设计 (17)4.3方波输出模块软件设计 (18)4.4正弦波模块软件设计 (19)4.5按键子程序模块软件设计 (20)4.6数字显示模块软件设计 (21)4.7本章总结 (22)第五章系统调试 (23)第六章结论 (29)参考文献 (30)附录A：原理图 (31)附录B：系统主程序 (33)致谢 (49)第1章绪论1.1 课题背景与研究意义随着二十世纪四十年代电子仪器时代的兴起到现在，示波器和函数信号发生器的技术越来越成熟，精度和集成度越来越高，体积也越来越小。

频谱分析仪的原理操作应用1. 介绍频谱分析仪是一种常用的电子测试仪器，用于分析信号的频谱特征。

本文将介绍频谱分析仪的原理、操作和应用。

2. 频谱分析仪的原理频谱分析仪基于傅里叶变换原理，将信号从时域转换为频域，通过显示信号在不同频率下的幅度和相位信息，实现对信号频谱特性的分析。

2.1 傅里叶变换傅里叶变换是将一个信号从时域转换为频域的数学工具。

它将一个连续或离散的时域信号分解成不同频率分量的叠加，得到信号在频域上的表示。

2.2 快速傅里叶变换快速傅里叶变换（FFT）是一种快速计算离散傅里叶变换（DFT）的算法。

它通过降低计算复杂度，提高计算速度，广泛应用于频谱分析仪中。

3. 频谱分析仪的操作频谱分析仪的操作步骤如下：1.连接信号源：将待分析的信号源与频谱分析仪进行连接，确保接口连接正确。

2.设置参数：根据需要设置频谱分析仪的参数，包括采样率、带宽、中心频率等。

3.选择窗函数：窗函数用于减小信号频谱泄露和谱线扩展的影响，根据需要选择合适的窗函数。

4.启动分析：启动频谱分析仪，开始对信号进行频谱分析。

5.分析结果显示：频谱分析仪会将信号的频谱特征以图表的形式显示出来，包括幅度谱、相位谱等。

4. 频谱分析仪的应用频谱分析仪在各个领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：4.1 通信领域在通信领域，频谱分析仪用于对通信信号进行分析和测试，包括调制解调、频谱占用等方面的研究。

4.2 音频领域在音频领域，频谱分析仪用于音频信号的分析和处理，可以用于音乐制作、音频调试等方面。

4.3 无线电领域在无线电领域，频谱分析仪用于无线电信号的分析和监测，可以用于无线电频段的占用情况、频率干扰等方面的研究。

4.4 电力领域在电力领域，频谱分析仪用于电力系统的故障检测和干扰分析，可以帮助发现电力设备的故障和电磁干扰源。

5. 总结本文介绍了频谱分析仪的原理、操作和应用。

频谱分析仪通过傅里叶变换将信号从时域转换为频域，并显示信号在不同频率下的幅度和相位信息，实现对信号频谱特性的分析。

频谱分析仪的原理与应用1. 什么是频谱分析仪？频谱分析仪是一种用于测量和分析信号频谱的仪器。

它能够将一个复杂的信号分解成不同频率分量，并显示出这些频率分量的幅度和相位信息。

频谱分析仪被广泛应用于无线通信、音频处理、电力系统等领域，主要用于故障诊断、信号质量评估和频谱监测等方面。

2. 频谱分析仪的工作原理频谱分析仪的工作原理基于信号的傅立叶变换。

傅立叶变换是将一个时域信号转换为频域信号的数学技术。

频谱分析仪通过对输入信号进行采样，然后使用快速傅立叶变换（FFT）算法将时域信号转换为频域信号。

FFT算法能够高效地计算出信号的频谱信息。

3. 频谱分析仪的应用频谱分析仪在各种领域中都有重要的应用，下面列举了一些常见的应用场景：3.1 无线通信在无线通信中，频谱分析仪用于信号质量评估和频谱监测。

它能够帮助工程师检测和解决信号干扰问题，提高通信系统的性能和可靠性。

3.2 音频处理频谱分析仪在音频处理领域中也有广泛的应用。

它可以帮助音频工程师分析音频信号的频谱特性，对音频进行均衡处理、降噪处理等，提高音频的质量。

3.3 电力系统频谱分析仪在电力系统中用于故障诊断和监测电力质量。

它可以检测和分析电力系统中的谐波、干扰等问题，提供电力系统运行的安全保障。

3.4 振动分析在机械领域，频谱分析仪可用于振动分析。

通过监测和分析机械设备的振动信号，可以判断设备的工作状态、故障原因等，以便进行维护和修理。

3.5 科学研究频谱分析仪在科学研究中也扮演着重要的角色。

比如在天文学中，频谱分析仪用于研究星体的辐射能谱，从而推断星体的性质和演化过程。

4. 频谱分析的优势和局限性频谱分析仪具有以下优势：•可以将信号分解为不同频率分量，便于对信号进行深入分析。

•可以显示信号的频谱信息，对信号特性进行可视化。

•可以帮助工程师解决信号质量问题和干扰问题，提高系统性能。

然而，频谱分析仪也有一些局限性：•频谱分析仪需要对信号进行采样和数字化，可能会引入一定的误差。

频谱分析仪实验报告1. 引言频谱分析仪是一种能够将信号的频域信息可视化的仪器，广泛应用于电子通信、无线电频谱监测、音频处理等领域。

本实验旨在通过使用频谱分析仪，了解其基本原理和操作方法，并通过实验验证其性能。

2. 实验目的1.了解频谱分析仪的基本原理和工作原理；2.学习频谱分析仪的操作方法；3.验证频谱分析仪的性能和精确度。

3. 实验器材•频谱分析仪•信号发生器•连接线•扬声器4. 实验步骤第一步：准备工作1.将频谱分析仪与信号发生器和扬声器连接，确保连接正确并牢固。

2.打开频谱分析仪和信号发生器，等待其启动。

第二步：调节信号发生器1.设置信号发生器的频率为1000 Hz，并调整输出信号的幅度适中。

2.确保信号发生器的输出阻抗与频谱分析仪输入端的阻抗匹配。

第三步：启动频谱分析仪1.打开频谱分析仪的电源，并等待其启动完成。

2.在频谱分析仪上选择合适的操作模式，如峰值保持模式或实时模式。

第四步：观察频谱图1.调节频谱分析仪的中心频率和带宽，以便观察到所需的频谱范围。

2.观察频谱图中的频谱峰值和谱线，分析其特征和变化。

第五步：改变信号发生器的频率1.逐步改变信号发生器的频率，观察频谱图中的变化。

2.分析频谱图中不同频率下的信号特征和峰值。

第六步：改变信号发生器的幅度1.调节信号发生器的输出幅度，观察频谱图中的变化。

2.分析频谱图中不同幅度下的信号特征和峰值。

5. 实验结果与分析通过以上实验步骤，我们成功观察到了频谱分析仪的性能和精确度。

在不同频率和幅度下，频谱图中的信号特征和峰值发生相应的变化。

通过分析这些变化，我们可以得出频谱分析仪对不同信号的频域信息提取的准确性和可靠性。

6. 实验总结频谱分析仪是一种非常有用的仪器，它能够将信号的频域信息可视化，帮助我们更好地理解信号的特性。

通过本次实验，我们了解了频谱分析仪的基本原理和操作方法，并通过实验验证了其性能和精确度。

在实际应用中，频谱分析仪在电子通信、无线电频谱监测、音频处理等领域发挥着重要作用。

2023-11-10contents •频谱分析仪基础知识•频谱分析仪操作方法•频谱分析仪高级应用•频谱分析仪维护与保养•常见问题及解决方案•实际应用案例分享目录频谱分析仪基础知识频谱分析仪简介频谱分析仪是一种用于测量信号频率、幅度和相位等参数的电子测试仪器。

它能够将输入信号按照频率进行分解，并测量每个频率分量的幅度和相位等信息。

频谱分析仪广泛应用于雷达、通信、电子对抗、电子侦察等领域。

频谱分析仪的工作原理将输入信号通过混频器与本振信号进行混频，得到一系列中频信号，再经过中放和检波等处理后得到频域数据。

通过FFT技术对中频信号进行处理，得到频域数据，从而得到输入信号的频率、幅度和相位等信息。

频谱分析仪通常采用快速傅里叶变换（FFT）技术对输入信号进行频谱分析。

频谱分析仪的种类和用途频谱分析仪按照工作原理可以分为实时频谱分析仪和扫频式频谱分析仪等。

实时频谱分析仪可以实时监测信号的变化，适用于雷达、通信等领域的信号监测和分析。

扫频式频谱分析仪可以对一定范围内的频率进行扫描测量，适用于电子对抗、电子侦察等领域。

频谱分析仪操作方法连接设备030201启动频谱分析仪调整设置选择测量模式根据测试需求，设置合适的扫描范围、分辨率带宽等参数。

设置扫描参数设置显示参数观察实时数据在显示器上观察实时测量数据，记录需要的数据。

开始测量按下测量按钮，开始进行信号测量。

分析数据根据测量结果，进行分析和计算，得出结论。

记录和分析数据频谱分析仪高级应用频率范围分辨率带宽设置频率范围和分辨率带宽信号质量信号稳定性观察信号的质量和稳定性频率分析对信号进行频率分析，包括频率成分、谐波分量、调制频率等参数的测量和分析。

模式识别通过对信号的特征提取和模式识别，对信号进行分类和鉴别，对于未知信号，可以通过模式识别技术进行信号源的判断和识别。

进行频率分析和模式识别频谱分析仪维护与保养清洁和保养内部部件检查和更换部件检查射频系统检查机械部件检查光学系统03避免极端温度存储和运输注意事项01存储环境02运输防护常见问题及解决方案如何解决无法启动的问题？电源故障检查电源插头是否牢固连接在电源插座上，确保电源线不损坏。

频谱分析仪使用方法说明书一、引言频谱分析仪是一种用于分析信号频谱的仪器，广泛应用于无线通信、电子设备测试、音频视频处理等领域。

本说明书旨在详细介绍频谱分析仪的使用方法，帮助用户正确操作并快速掌握相关知识。

二、仪器概述频谱分析仪由主机和附件组成，主机包含显示屏、控制按钮和接口等。

附件包括电源适配器、电缆和天线等。

在使用前，请确保已正确连接各部分，并确认仪器处于正常工作状态。

三、基本操作1. 打开仪器电源：将电源适配器插入电源插座，然后将电源线与仪器连接。

按下电源按钮，等待仪器启动完成。

2. 调整显示参数：通过屏幕上的触控按钮或旋钮，设置显示模式、分辨率、屏幕亮度等参数，以满足实际需求。

3. 设置信号源：将待测信号源通过电缆连接至仪器的输入接口。

根据信号源的特性，设置输入衰减、频率范围等参数。

4. 进行测量：点击仪器界面上的测量按钮开始频谱分析。

在分析过程中，可以通过调整参数、切换模式等进行实时监测和分析。

5. 结果保存：测量完成后，可以将结果保存至仪器内部存储器或外部存储设备中。

按照仪器的操作指南，选择存储路径和文件名，并确认保存。

四、高级功能1. 信号捕获与回放：频谱分析仪具备信号捕获和回放功能，可以捕获待测信号并进行离线分析，或回放已保存的信号数据进行再次分析。

2. 频谱监测与报警：设置仪器的频谱监测功能，即可实时监测特定频段内的信号活动，并设置相应的报警条件和方式，以便及时发现异常情况。

3. 扩展功能：根据具体型号和配置，频谱分析仪还可提供其他扩展功能，例如无线通信协议解码、频率校准等。

请参照相关文档和操作指南，了解和使用这些功能。

五、常见问题与解决方法1. 仪器无法启动：检查电源适配器和电源线是否接触良好，确认电源插座是否正常工作。

2. 仪器无法检测到信号：检查信号源的连接是否正确，确认输入接口的设置是否符合信号源的要求。

3. 测量结果不准确：可能是由于环境干扰、输入参数设置错误等原因导致。

频谱分析仪的原理应用1. 简介频谱分析仪是一种用来测量信号的频率和幅度分布的设备。

它可以将复杂的信号分解成不同频率的成分，提供信号在频率域上的详细分析结果。

本文将介绍频谱分析仪的工作原理及其在各个领域的应用。

2. 工作原理频谱分析仪的工作原理基于快速傅里叶变换（FFT）算法。

简单来说，它将时域上的信号转换成频域上的频谱图。

具体的工作步骤如下：1.采样：频谱分析仪通过模数转换器将连续的模拟信号转换成离散的数字信号。

2.分段：采样得到的信号通常是连续的，为了进行分析，需要将信号分成多个小段。

3.加窗：由于分析的信号段有边界效应，在进行傅里叶变换前需对每个信号段加窗。

4.快速傅里叶变换（FFT）：对每个加窗后的信号段进行FFT变换，得到频谱图。

5.合并：将所有的信号段的频谱合并，得到最终的频谱图。

3. 应用领域频谱分析仪在以下领域有着广泛的应用：3.1 通信频谱分析仪在通信领域中扮演着重要的角色。

它可以用来分析无线电频谱，帮助调查和处理无线电干扰问题。

通过监测信号的频谱，可以确定干扰源，并采取相应的干扰消除措施。

此外，频谱分析仪还可以用于无线电频率规划和频谱管理。

3.2 音频在音频领域，频谱分析仪常用于音频信号的分析和处理。

它可以用来确定音频信号的频率分布，检测信号中的杂音和失真，并帮助进行音频信号的均衡和滤波处理。

频谱分析仪在音频设备的调试和优化中也发挥着重要作用。

3.3 电子设备测试频谱分析仪在电子设备测试中也扮演着重要角色。

它可以用来进行电磁兼容性测试，判断设备是否满足电磁兼容性标准。

频谱分析仪还可以用于测试射频（RF）信号，帮助定位和解决无线电频谱中的问题。

3.4 生物医学频谱分析仪广泛应用于生物医学领域。

它可以用来分析生物信号，例如心电图（ECG）、脑电图（EEG）和肌肉电图（EMG）。

通过对这些信号进行频谱分析，可以判断生物系统的功能状态、诊断疾病以及指导治疗。

4. 结论频谱分析仪是一种重要的测试设备，通过将信号从时域转换到频域，可以提供信号的频率和幅度分布的详细信息。

频谱分析仪原理
频谱分析仪是一种用来测量信号频谱分布的仪器。

它基于傅里叶变换的原理，将时域信号转换为频域上的能量分布。

其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 采样：首先，频谱分析仪对待测信号进行采样，将连续的信号转换为离散的样本点。

2. 加窗：为了避免频谱泄露和干扰，对采样得到的样本数据进行窗函数处理。

窗函数可以减少信号末端样本的突变，提高频谱分辨率。

3. 傅里叶变换：采用傅里叶变换算法，将时域信号转换为频域上的能量分布。

这可以通过离散傅里叶变换（DFT）或快速傅里叶变换（FFT）实现。

4. 数据处理：对傅里叶变换的结果进行幅度和相位的计算，得到频谱图。

通常，频谱图以频率为横轴，能量或幅度为纵轴进行表示。

5. 显示和分析：最后，频谱分析仪将频谱图以图形的形式显示出来，便于用户对信号频谱进行直观的观察和分析。

用户可以根据频谱图上不同频率分量的能量分布，进行信号的频率测量、信号波形恢复、噪声干扰分析等应用。

总的来说，频谱分析仪的工作原理是通过采样、加窗和傅里叶变换等步骤，将时域信号转换为频域上的能量分布，从而实现
对信号频谱分布的测量与分析。

通过频谱分析，可以获取信号在不同频率上的能量分布情况，为用户提供有关信号特性和干扰情况的重要信息。