1 频谱丈量事理
本系统采取了超外差频谱丈量和中高频调谐的方法实现了频谱的丈量[2]，此方法很大程度上减少了滋扰并且提高了系统的稳定性，并通过锁相环技能的利用实现了液晶屏上显示采集的波形，然后将数据存入U盘[3]。
2 系统硬件设计
全体系统紧张由STM32F103掌握芯片、锁相环电路模块、按键、液晶显示、存储模块、A/D采集、环路滤波器组成，硬件电路构造图如图1所示。
2.1 主控芯片硬件电路
考虑到须要的I/O数、运行速率、A/D采集精度和性价比等成分，本系统采取STM32F103ZET6芯片，自带512 KB大容量Flash，3个12位A/D转换器使系统采样精度高，转换速率快。其性能稳定、功耗低，温度适用范围大，外围模块丰富。
2.2 液晶显示电路
本系统选择了卓力恩科技的ZLG240128F-BTSSWE-YBC的液晶屏，其分辨率为240×128，液晶的温度一样平常是-30 ℃~70 ℃之间，对周围环境的局限性相对较小，从而分开了上位机，而且增加了人机的友好交互效果。
2.3 数据存储电路
为了使系统在低功耗情形下快速、精准地存储数据信息，本系统选择CH378文件管理掌握芯片，选择8位并口办法与单片机连接，可实现U盘或SD卡的快速读写，支持12 Mb/s全速和480 Mb/s高速USB通信，其最大可支持容量为32 GB[4]，其运用框图如图2所示。
2.4 锁相环电路
锁相环路紧张通过ADI公司的ADF4351芯片的分频器灵巧掌握输出频率，为了得到更得当的环路稳定性和频率锁定时间，本系统采取三阶无源滤波器(其环路带宽为75 kHz~150 kHz，相位裕度取47°~55°)以及HXO-32的10 MHz晶振[5]，滤波电路如图3所示。
3 系统软件设计
软件程序是在MDK5开拓环境中用C措辞编写的，根据人机交互程度的不同将系统事情模式分为全自动、半自动、全手动三种模式。程序中增加了对采集数据的软件处理，采取均匀算法使数据得到较高的精准度和稳定度，并利用8位并行传输办法进行数据存储。
3.1 程序流程图
本系统包含三种模式，这里紧张先容全手动模式。全手动模式程序流程图如图4所示。程序紧张包含初始化程序、主程序和U盘检测程序等。初始化程序是对系统参数的设置，担保了各部分功能正常进行。
3.2 矩阵键盘的软件实现
为了实现按键的中断级别最高，系统采取了扫描的方法进行检测，并给予延时肃清抖动以担保系统的稳定性[6]。各按键功能解释表如表1所示。
3.3 点频输出打算方法
ADF4351的点频输出的打算方法可根据式：
以及系统的参考晶振频率RFIN=10 MHz求得INT和FRAC的值。根据其值可将输出模式设置为小数模式或者整数模式，由此将上述所求值放入对应寄存器中即可[7]。
软件的扫频划分为7个段来编程，调用AetPLL函数即可完成点频配置，通过程序循环进而完成多频扫描，并通过软件配置低噪声模式及防反冲脉冲宽度配置可以改进相位噪声和杂散性能，通过减少周跳扩展了PFD的线性范围，从而加快了锁定时间[8]。扫频程序配置流程图如图5所示。
3.4 扇区办法存储数据
全手动模式下的扇区存储通过单片机掌握CH378写入扇区数，以返回的中断标志来判断是否已经存储成功[9]。连续存储大量数据时，可以在关闭文件时更新数据长度或者间隔一段韶光更新，这样不仅可以增加数据存储的韶光利用率，又可以延长U盘的寿命。全手动模式下扇区存储流程如图6所示。
4 实验结果
图7为频谱丈量的硬件实物图，系统通过参数值的调制终极可实现在35 MHz~4.4 GHz全体频段的每个频点都可以输出较好的频谱，图8为锁相环输出点频1 500 MHz的频谱，其环路带宽为124 kHz，相位裕度为49.3°。
系统的操作界面是人机交互的关键，用户可根据自己的需求选择系统的事情模式，模式选择界面如图9所示，全手动参数配置界面如图10所示，图11为480 MHz带宽下1 200 Mz频率旗子暗记在液晶中呈现的频谱。
当系统采集完数据往后，将数据存入到U盘中TXT格式的文本中，取出后对数据进行剖析，图12为部分文档数据的结果。
5 结论
本文紧张先容了以STM32F103ZET6为主控芯片的频谱丈量系统，系统可实现频谱的丈量，并通过按键操作实现液晶显示以及数据存储。本系统功耗低、易操作、便于携带且具有存储功能，在野外通信丈量活动、勘探活动中有着很好的运用前景。
参考文献
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作者信息:
孙 威，殷兴辉，王新君
（河海大学 打算机与信息学院，江苏 南京211100）
