本文介紹了一種基于PXI板卡的寬帶高速信號測量系統(tǒng)設(shè)計方法,對測量寬帶高速信號具有一定的參考意義。 

【文章來源】：電子元器件與信息技術(shù). 2020,4(08)

【文章頁數(shù)】：2 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)實物及技術(shù)指標(biāo)

通過NI公司的矢量信號分析模塊PXIe-5668R設(shè)計實現(xiàn)的測量系統(tǒng)軟件界面如圖2所示。該軟件界面上包含7個功能模塊:信號頻域分析模塊、信號時頻分析模塊、信號流盤記錄模塊、寬帶信號流盤模塊、回放信號分析模塊、幅度校準(zhǔn)和系統(tǒng)配置模塊。其中信號頻域分析模塊用于控制PXIe-5668R進行信號采集,讀取采集到的頻譜數(shù)據(jù)并將采集結(jié)果顯示出來,并可提取門限電平上的波峰進行電平值測量。信號時頻分析模塊用于控制PXIe-5668R進行信號采集,讀取采集到的IQ數(shù)據(jù),并將IQ數(shù)據(jù)經(jīng)過計算,得到信號瀑布圖、實時頻譜、實時波形并將結(jié)果顯示出來;信號流盤記錄模塊用于控制PXIe-5668R進行信號帶寬在100MHz以下進行采集,并將采集得到的IQ數(shù)據(jù)保存至控制器硬盤中。信號流盤記錄模塊用于控制PXIe-5668R進行信號帶寬在100MHz至600MHz進行采集,并將采集得到的IQ數(shù)據(jù)保存至控制器硬盤中�；胤判盘柗治瞿K用于調(diào)用已經(jīng)存儲在硬盤中的波形IQ數(shù)據(jù),并進行信號分析,得出信號頻率、脈沖寬度、信號電平、跳頻速率等參數(shù)測量結(jié)果。幅度校準(zhǔn)模塊用于校準(zhǔn)PXIe-5668R在不同載波頻率點帶寬內(nèi)的頻響,得出校準(zhǔn)系數(shù)結(jié)果,利用該結(jié)果可以修正信號頻域分析模塊的電平測量結(jié)果[4-5]。如圖3所示,設(shè)計的軟件從邏輯結(jié)構(gòu)上分為兩層:功能模塊層和控制模塊層。其中,功能模塊層包含:系統(tǒng)參數(shù)配置模塊、數(shù)據(jù)分析計算模塊、IQ數(shù)據(jù)存儲配置模塊、測量模塊、報告生成模塊�？刂颇K層包括:合成源控制模塊、下變頻控制模塊、數(shù)據(jù)采集控制模塊。控制模塊層的各個模塊針對具體的硬件型號、儀器連接方式,選擇相應(yīng)的指令集和虛擬儀器接口,主要實現(xiàn)一些基本的儀器控制、測量功能。功能模塊層的各個模塊則按照一定的順序分別調(diào)用控制模塊層的模塊,實現(xiàn)校準(zhǔn)裝置的各個功能。例如:測量模塊在校準(zhǔn)不同參數(shù)時調(diào)用下變頻控制模塊對輸入信號進行相應(yīng)的載頻轉(zhuǎn)換,并調(diào)用數(shù)據(jù)采集模塊進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、存儲,控制計算單元會利用采集到的基帶信號數(shù)據(jù)進行運算,最終給出修正后的一系列校準(zhǔn)參數(shù)。這種設(shè)計方式使得校準(zhǔn)裝置軟件在功能模塊層上實現(xiàn)了硬件獨立性,即功能模塊層的模塊與具體的硬件型號無關(guān),如果以后構(gòu)成校準(zhǔn)裝置的儀器發(fā)生了變化,只需要修改控制模塊層中相對應(yīng)的模塊即可,無需對功能模塊層的模塊進行修改,便于以后校準(zhǔn)裝置軟件的維護和二次開發(fā)[6-8]。

如圖3所示,設(shè)計的軟件從邏輯結(jié)構(gòu)上分為兩層:功能模塊層和控制模塊層。其中,功能模塊層包含:系統(tǒng)參數(shù)配置模塊、數(shù)據(jù)分析計算模塊、IQ數(shù)據(jù)存儲配置模塊、測量模塊、報告生成模塊�？刂颇K層包括:合成源控制模塊、下變頻控制模塊、數(shù)據(jù)采集控制模塊�？刂颇K層的各個模塊針對具體的硬件型號、儀器連接方式,選擇相應(yīng)的指令集和虛擬儀器接口,主要實現(xiàn)一些基本的儀器控制、測量功能。功能模塊層的各個模塊則按照一定的順序分別調(diào)用控制模塊層的模塊,實現(xiàn)校準(zhǔn)裝置的各個功能。例如:測量模塊在校準(zhǔn)不同參數(shù)時調(diào)用下變頻控制模塊對輸入信號進行相應(yīng)的載頻轉(zhuǎn)換,并調(diào)用數(shù)據(jù)采集模塊進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、存儲,控制計算單元會利用采集到的基帶信號數(shù)據(jù)進行運算,最終給出修正后的一系列校準(zhǔn)參數(shù)。這種設(shè)計方式使得校準(zhǔn)裝置軟件在功能模塊層上實現(xiàn)了硬件獨立性,即功能模塊層的模塊與具體的硬件型號無關(guān),如果以后構(gòu)成校準(zhǔn)裝置的儀器發(fā)生了變化,只需要修改控制模塊層中相對應(yīng)的模塊即可,無需對功能模塊層的模塊進行修改,便于以后校準(zhǔn)裝置軟件的維護和二次開發(fā)[6-8]。圖4 信號頻域分析模塊軟件流程圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]S頻段超寬帶大功率徑向合成器設(shè)計[J]. 王斌.  電子元器件與信息技術(shù). 2019(03)
[2]基于FPGA的矢量信號分析系統(tǒng)設(shè)計與測試[J]. 叔晟竹,吳校生,王振瑜.  傳感器與微系統(tǒng). 2019(01)
[3]寬帶高速通信信號采集系統(tǒng)[J]. 朱勤,劉翔宇,于紅旗.  電子測量技術(shù). 2018(08)
[4]寬帶高速掃頻信號源的高精度功率控制設(shè)計[J]. 鄒敏,任利霞,鄧偉,梁訓(xùn)波,王國義.  電子測試. 2017(12)
[5]基于PXI的矢量信號分析系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 文永康,賀正軍,譚紅芳.  計算機測量與控制. 2014(02)
[6]PXI總線射頻信號綜合測試模塊設(shè)計[J]. 齊永龍,鄒建.  國外電子測量技術(shù). 2012(05)

博士論文
[1]寬帶高速信號檢測與頻域測量技術(shù)研究[D]. 閆浩.西安電子科技大學(xué) 2016



本文編號：3346981