一种实时频谱仪中帧检波器的FPGA实现
2021年电子技术应用第12期
郭 静,何 鹏
中国电子科技集团公司第四十一研究所,山东 青岛266555
摘要: 针对实时频谱仪中无缝频谱数据量巨大导致难以进行传输和显示的问题,基于FPGA的FIFO资源设计了一种适用于实时频谱仪的帧检波器,在保留信号特征的条件下将多帧频谱数据合并为一帧进行传输与刷新。仿真与实际测试结果表明该检波器具有正峰值、负峰值、平均值和实时刷新四种检波方式,能够在检波的同时实现对分析带宽外频谱数据的截断。相比于传统基于RAM实现的帧检波器,该检波器不需要控制RAM读写地址,易于实现,占用逻辑资源较少,已在实时频谱仪中得到应用。
中图分类号: TN47
文献标识码: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212124
中文引用格式: 郭静,何鹏. 一种实时频谱仪中帧检波器的FPGA实现[J].电子技术应用,2021,47(12):35-38.
英文引用格式: Guo Jing,He Peng. A realization of frame detector in real-time spectrum analyzer based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique,2021,47(12):35-38.
文献标识码: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212124
中文引用格式: 郭静,何鹏. 一种实时频谱仪中帧检波器的FPGA实现[J].电子技术应用,2021,47(12):35-38.
英文引用格式: Guo Jing,He Peng. A realization of frame detector in real-time spectrum analyzer based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique,2021,47(12):35-38.
A realization of frame detector in real-time spectrum analyzer based on FPGA
Guo Jing,He Peng
The 41st Institute of CETC,Qingdao 266555,China
Abstract: For coping with transmission and display problem caused by the huge amount of seamless spectrum data in real-time spectrum analyzer, this article designed a FIFO-based frame detector of real-time spectrum analyzer in FPGA. It combines multiple frames of spectrum data into one frame for transmission and refresh while retaining signal characteristics. By simulation and actual testing,results show that the detector has four types of detection: peak value, negative value, mean value and real-time sample value. It also can cut off the spectrum data outside the analysis bandwidth while detecting. Compared with the traditional RAM-based frame detector, the detector does not need to control RAM read and write addresses, is easy to implement, occupies less logic resources, and has been applied in real-time spectrum analyzers.
Key words : real-time spectrum analyzer;detector;frame detect;FPGA
0 引言
随着无线电技术的快速发展,信号越来越呈现出复杂性、瞬变性、传输快、高带宽等特点,对射频信号的测试和检测要求越来越高,信号测量分析技术的发展也面临着很大的挑战和机遇[1-3]。传统的频谱仪由于不能进行实时数据处理,容易导致突发瞬变信号的遗漏,已经无法满足复杂信号对频谱分析和测试的需求。为满足复杂电磁环境下的信号测试工作需要,实时频谱分析仪应运而生并得到了快速发展[4-5]。
实时频谱分析仪具有无缝数据处理能力[6-7],实时处理FFT模块完成时域数据到频域数据的转换,得到每秒数十万甚至上百万数量级的频谱帧,如此庞大的数据量不仅难以进行数据传输,而且更无法实时显示[8],因此需要实时检波技术来解决传输和刷新的瓶颈。传统实时频谱仪中的帧检波器通常采用RAM资源进行实现[9-10],在检波过程中需要对RAM进行读、写地址的控制,控制方法较为繁琐且占用逻辑资源。本文提出了一种基于FPGA FIFO资源实现的实时检波器,不需要控制读写地址,只需控制新来的频谱数据与FIFO中存储的数据一一比较或累加后重新写入FIFO,实现方式简单且占用逻辑资源较少。
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作者信息:
郭 静,何 鹏
(中国电子科技集团公司第四十一研究所,山东 青岛266555)
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