[实用新型]数字示波频谱分析仪

说明书

本实用新型涉及一种对直流到约10KH_m的信号进行数字采样示波及快速付里叶变换（FFT）频谱分折的电测量仪器——数字示波频谱分折仪。

目前信号分折与处理技术已日益发展，各种信号分折与处理机相继问世，如美国的HP5451C体积762×533×1631立方毫米，重量197.5公斤，日本的7T08s体积550×430×330立方毫米，重量40公斤，它们本身就是一个包括通用计算机在内的由多机组成的庞大系统，结构上多为立柜式，小型机如日本的CF300亦有12.5公斤重，较笨重，且都价格昂贵，故无法在现场使用与推广，因已作成固定的系统，其使用灵活性受到限制。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提供了一种输入信号从控制面板输入，经放大器调整位移和幅度，单片机采用8098芯片进行程序控制，在显示器上显示波形及频谱图形的数字示波频谱分折仪。

本数字示波频谱分折仪，由单片机板、显示板、显示器、调制器、电源、控制面板及放大器组成；运用单片机8098片本身具有的10位A／D变换功能，进行数据采集，每次采集256点，直接显示得到示波图形，再由8098片进行FFT幅度及相位计算，经显示得到频谱的幅度及相位图形，为显示不同频率波形，可选择不同的采样时间，为了便于分析加有单次显示，这些功能都可用控制面板上设置的旋扭及按键开关来实现；被测信号由输入口输入控制面板，控制面板分别有一个输出端到放大器输入，三个输出端到放大器位移输入，二个输出端到放大器幅度输入，控制面板还分别有三个采样时间控制输出端，二个快速付里叶变换（FFT）频谱幅度FFT（A）及相位FFT（φ）的输出端，一个单次及另一个触发控制端到单片机板输入，单片机板与显示板各有28个端口，由一根28线扁线连接线连接，进行信息交换，显示板有一端口输出到显示器，以实现图象显示，若改接调制器，则调制器有视频端口，可供外接电视显示器显示，及有射频端口，可供外接电视接收机显示，电源用来供给各部件所需的电压及电流。单片机程序包括有示波显示程序、FFT频谱幅度及相位计算程序、示波采样、单次、FFT（A）、FFT（φ）触发控制程序。

优点效果及用途

1.本数字示波频谱分析仪体积小、重量轻，带5.5寸显示器的整机体积为290×250×110立方毫米，重量不到4公斤，所以携带方便适于现场使用。

2.采用了廉价的单片机及电视显示板，使成本下降，便于推广。

3.能作数字示波器或作数字频谱仪用，联合使用则更便于分析对比，频谱可显示幅度及相位。

4.在现有基础上只需适当改变单片机程序，即可适应不同领域，如医学、机械、地质各部门。

以下结合（附图）实施例作进一步详细描述：

图1本分析仪的原理方框图

图2本分析仪的单片机板布置图

图3本分析仪的放大器电路图

图4本分析仪的控制面板布置图

本实施例中显示器、电源、为外购件，显示板、调制器为标准电路，故不再详细说明。

图5本分析仪的控制面板与放大器接线图。

见图1.输入信号由控制面板（6）输入，将此信号经输入插座后直接输出到放大器（7），并有一个位移及一个幅度调整电位器，各有三条及二条线连接到放大器。控制面板与单片机板（1），由两组各3个相互连动的按键开关分别控制采样时间，20MS、2MS、1MS的选择及单次，FFT（A）、FFT（φ）的选择，放大器信号输入到单片机板，再通过28根线（扁线）输入到显示板（2），其视频信号输入到机内显示器（3），也可输入到调制器（4），电源（5）用来供给各部件的电压及电流。

图2.单片机板中应用了8098单片机（14），并编制了有关程序，均固化在27128程序存贮器EPROM（8）芯片中；单片机与程序存贮器连接执行所固化的程序，后者与6264随机存贮器（9）连接，进行数据交换，将随机存贮器与显示转接座（10）相应管脚连接，控制转接座（11）与单片机连接，将接收的控制信号送到单片机；12M石英谐振器（12）与单片机连接产生时钟信号；二个74LS373锁存器（15）（16）与单片机及程序存贮器连接，作数据交换的接口；74LS06驱动器（13）与单片机连接产生复位驱动信号；74LS138译码器（17）与单片机及程序存贮器连接，进行译码控制。