便携式80～120MHz频谱分析仪设计

王灵芝,凌佳乐,蔡 萍,王志辉,陈颖频

（闽南师范大学物理与信息工程学院,福建漳州363000）

频谱分析仪是研究电信号最基本的仪器之一，利用频谱仪进行频域分析，可以使信号的观测分析摆脱了时域的限制，因此成为测试频域信号的重要工具.根据工作原理和应用领域的不同，频谱仪可以分成实时频谱仪和外差式扫频频谱仪两大类[1].实时频谱仪是在一个特定的时间内采用FFT 变换来对信号进行处理，从而得到信号的幅度和频率以及相位等信息.实时频谱仪多采用FPGA配合高速AD构成数字信号处理方案，其价格昂贵，且体积庞大[2].

因此，选择超外差频谱分析方案来设计一款低成本便携式频谱仪，系统包含一个基于锁相环的本振源、混频器、中频滤波器和检波器[3].本振源频率范围覆盖80～120 MHz，频率步进为100 KHz，在频率范围内可自动扫描，扫描时间在1～5 s之间可调.频谱分析仪可在频段内扫描并能显示信号的频谱分量.此外，系统还搭载了μC/OSIII嵌入式操作系统，通过STemWin设计GUI界面实现人机交互.最终实现实时频谱分析、频率扫描时间控制、最大频率分量自动捕捉等功能.

1 设计方案

本频谱分析系统主要由本振源、混频器、锁相环、中频滤波器、功率检测和STM32单片机五部分组成，输入信号在ADL5801混频器中与ADF4351锁相环产生的本振信号进行混频，输出差频信号到10.7 MHz中频滤波器.再由AD8361功率检测模块将功率转换为直流信号送入STM32进行ADC采集.系统结构框图如图1所示.

假设输入信号fi的频……