有幾種實(shí)現(xiàn)頻譜分析儀的方法。我已經(jīng)使用SAR ADC產(chǎn)品一段時(shí)間了，并且每天使用快速傅里葉變換（FFT）進(jìn)行光譜分析。實(shí)現(xiàn)頻譜分析儀的另一種常用方法稱(chēng)為掃頻調(diào)諧接收機(jī)。該方法涉及將輸入信號(hào)與本地振蕩器混合，使輸出通過(guò)中頻濾波器，最后通過(guò)檢測(cè)器。掃描本地振蕩器，使得檢測(cè)器的輸出掃過(guò)感興趣的頻帶。另一方面，使用不同的模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了頻譜分析儀。為了證明這個(gè)概念，我使用了現(xiàn)成的硬件。這也展示了幾個(gè)非常有用的構(gòu)建模塊，可以將其納入客戶(hù)設(shè)計(jì)中。

我使用的技術(shù)涉及LTC1068可編程濾波器，配置為帶通，掃過(guò)感興趣的頻率。 LTC1967 RMS至DC轉(zhuǎn)換器將濾波后的輸出轉(zhuǎn)換為DC，最后，LTC2484 Delta Sigma ADC測(cè)量電壓。圖1顯示了分析儀的框圖。與掃頻調(diào)諧接收機(jī)分析儀不同，濾波器的中心頻率掃描頻譜。

快速運(yùn)行到樣品部門(mén)后，一些示范板焊接到典型的銅包層上LT型（圖2）。

稍后幾行代碼和固定焊點(diǎn)，正好準(zhǔn)備將正弦波送入系統(tǒng)。圖3顯示了1kHz的正弦波和Linduino的輸出。由于文本界面是一種快速而簡(jiǎn)單的解決方案（KISS），因此圖表會(huì)側(cè)向顯示。分析儀設(shè)置為500 Hz步進(jìn)，濾波器從500Hz掃描到20kHz。

在我的立方體的隱私中做了一點(diǎn)慶祝之后，我想看到更有趣的圖片。我回想起大學(xué)里的Signals and Systems課程，并試著回憶起傅立葉的講座。具有恰好50％占空比的方波應(yīng)僅具有奇次諧波。在追蹤到合適的發(fā)電機(jī)后，我武裝起來(lái)并且很危險(xiǎn)。圖4顯示了成功的方波測(cè)試。峰值周?chē)臄U(kuò)散不是由發(fā)電機(jī)引起的。它是濾波器通帶的形狀，因?yàn)樗诠庾V上滑動(dòng)。這類(lèi)似于掃頻調(diào)諧頻譜分析儀的分辨率帶寬。圖5顯示了擴(kuò)散，圖6顯示了對(duì)Agilent 89410A頻譜分析儀的影響。

此設(shè)計(jì)的一個(gè)方面是LTC1068具有恒定的Q因子而不是一個(gè)恒定的帶寬。當(dāng)頻率增加時(shí)，帶寬成比例增加。當(dāng)繪制在對(duì)數(shù)軸上時(shí)，帶寬看起來(lái)是恒定的。

接下來(lái)，讓我們準(zhǔn)確了解濾波器的形狀。為此，將10kHz正弦波應(yīng)用于輸入，并設(shè)置小步長(zhǎng)。圖7顯示了硬件測(cè)量的濾波器形狀和LTspice模擬濾波器的形狀。他們都使用相同的方法繪制形狀。在LTspice的情況下，.measure命令用于在掃描時(shí)鐘頻率時(shí)將RMS輸出值存儲(chǔ)到.log文件。

經(jīng)過(guò)一些更多的樂(lè)趣后，產(chǎn)生了更多的圖表。 。圖8顯示了更多輸入。非50％占空比的方波具有奇次和偶次諧波以及三角波。最后，請(qǐng)注意三角波的諧波比方波的下降要快得多。

這個(gè)項(xiàng)目的Linduino代碼可以在Linduino庫(kù)中的用戶(hù)貢獻(xiàn)文件夾中獲得。