以Chirp信号激励的虚拟频谱分析仪实现.pdfVIP

( ) 玉溪师范学院学报 第 23卷 2007年第 8期 　Jou rnal of Yuxi Teachers Co llege Vo l. 23 No. 8 A ug. 2007 　物理研究 　 以 Chirp 信号激励的虚拟频谱分析仪实现 王 晓 艳 　溥 　江 　陈　韬 　周 　菁 (玉溪师范学院 物理与教育技术系 ,云南 玉溪 653 100) [关键词 ] Ch irp 信号 ; L abV IEW ;虚拟频谱分析仪 [摘 　要 ]介绍了一种采用 Ch irp 信号作为激励信号的虚拟频谱分析仪的设计原理 ,并利用图形 化编程工具 L abV IEW 6. 1实现了此种虚拟频谱分析. 实验测试结果表明:采用 L abV IEW 6. 1所设 计的以 Ch irp 作为激励信号的虚拟频谱分析仪具有较好的测量效果 ,可比传统频谱分析仪更快 捷地测量出系统的幅频特性和相频特性. [作者简介 ]王晓艳 ,讲师 ,主要从事教育技术学 、电子工程及多媒体技术应用研究. [中图分类号 ] TP 18 [文献标识码 ] A [文章编号 ] 1009 - 9506 (2007) 08 - 0037 - 05 在测量中 ,用来测量系统的增益特性 、衰减特性 、幅频特性和相频特性等传输特性称之为频谱分析仪. 其测量值对于被测系统的调整 ,校准及故障的排除提供极为有用的参考数据. 传统的频谱分析仪通常使用 逐频率扫描 ,这种方法虽然测量准确 ,但是一次测量所需要的时间非常长的 ,且效率不高. 随着计算机技术的发展 ,传统的测量仪器 ,包括频谱分析仪 ,开始向基于现代计算机技术虚拟仪器的 方向发展 ,而其中最有名的是 N I公司开发的 L abV IEW 虚拟仪器开发工具. 通过 L abV IEW 自身所带有的 图形编程语言 ,人们可以快速开发出测量中具有复杂算法的虚拟仪器. [ 1 ] 1　虚拟频谱分析仪的原理 Ch irp 信号又称宽带线性信号 ,其特点是信号的瞬时频率随时间呈线性变化 , Ch irp 信号的这种属性使 得其在系统识别 ,扩频通信等方面得到了广泛的应用. Ch irp 信号可以用以下的公式表示 [ 2 ] : 2π(f 1 - f 0 ) ( ) y t = co s 2 ( ) t 2 t +f t 1 0 式中 f 为 Ch irp 信号起始频率 , f 为 Ch irp 信号终止频率 , t 为 Ch irp 信号的总长度. 0 1 1 对 Ch irp 信号进行傅立叶变换 ,其幅度谱在一定频率范围内, Ch irp 信号幅值基本恒定 ,而在该频率范 围以外 ,幅值基本为零. 所以, Ch irp 信号十分适合用于对系统在一定频率范围内进行频谱分析. 根据这一特点 ,使用 L abV IEW 6. 1可以设计一种有别于传统频谱分析仪的虚拟频谱分析仪. 传统频谱 分析仪 ,采用是的是依次向系统输入端输入从低频到高频的正弦信号 ,然后根据测量到的系统输出端响应 信号计算出系统的频谱特性 ,而虚拟频谱分析仪则采用 Ch irp 信号代替了传统所用的正弦信号作为频谱 3