[实用新型]一种基于MSP430的频谱测量系统

说明书

本实用新型公开了一种基于MSP430的频谱测量系统，包括CPU、超外差模块、按键控制模块、液晶显示模块、U盘存储模块、AD采集模块及锁相环模块；CPU采用MSP430F149单片机；本实用新型在脱离上位机的基础上实现可视化的人机交互；状态监测与控制一体化，比传统频谱测量系统性价比更高；解决传统频谱仪器在野外射电频谱测量中不易携带，功耗大且采集数据取回分析不便的问题。

技术领域

本实用新型涉及野外通讯测量中的频谱测量设备领域，尤其涉及一种基于MSP430的频谱测量系统。

背景技术

近年来随着无线通讯技术的发展，特别是4G网络的普及和微波技术的传播，越来越多的野外通讯测量需要频谱测量仪器的支持。现在许多科学工作者将太阳射电频谱测量的工作场地转向西部偏远地区，这些地区环境恶劣，电力资源匮乏，工作者需要每隔一段时间去检查系统工作情况，需要设备功耗低且具有数据存储功能，便于数据取回分析。而传统频谱测量仪器非常笨重，功耗大且价格昂贵。因此低功耗、小体积、价格低廉且具有存储功能的频谱测量系统应运而生。

实用新型内容

实用新型目的：针对以上问题，本实用新型提出一种基于MSP430的频谱测量系统，解决传统频谱仪器在野外射电频谱测量中不易携带，功耗大且采集数据取回分析不便的问题。

技术方案：为实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于MSP430的频谱测量系统，包括CPU、超外差模块、按键控制模块、液晶显示模块、U盘存储模块、AD采集模块及锁相环模块；所述CPU为MSP430F149单片机；超外差模块由低通滤波器、衰减器、混频器、功率放大器、中频滤波器、检波器、视频滤波器组成；按键控制模块由4*4的16键的矩阵键盘组成，矩阵键盘由行线、列线和16个按键组成；液晶显示模块是由型号为ZLG240128F-BTSSWE-YBC液晶组成；U盘存储模块由CH378文件管理控制芯片及U盘组成；AD采集模块是MSP430F149这款单片机内置的AD采样电路及信号预处理电压放大电路组成，其速率最高可达200kb/s；信号预处理电压放大电路由电容、电阻、直流电压放大器组成；锁相环模块由锁相环路、环路滤波器组成。

所述ZLG240128F-BTSSWE-YBC液晶包括RA8806L2N-S控制芯片、5个NT7086PQ驱动芯片、静态随机存储器、240*128的液晶显示屏。

所述CH378文件管理控制芯片拥有主机与USB设备接口功能，其芯片内置与USB通讯相关的固件协议，以及配有专用的通讯协议器件用于处理大量数据。

所述锁相环路由ADF4351芯片和HXO-32的10MHz的晶振组成。

所述环路滤波器为三阶无源滤波器。

本实用新型的连接方式为：CPU的P1.0到P1.2引脚通过导线分别连接锁相环模块的时钟、数据及使能引脚；P1.4～P1.7与P2.0～P2.7引脚作为输出端口通过导线连接存储模块，分别用作存储模块的控制端口和存储模块的数据传输线；P3.0～P3.3与P3.4～P3.7引脚分别作为输入输出端口通过导线分别连接矩阵键盘的行线和列线；P4.0～P4.7与P5.0～P5.5引脚通过导线与液晶显示模块连接；P6.0引脚通过导线与AD采集模块的信号预处理电压放大电路连接，作为数据AD采集的输入端；P6.1～P6.5引脚通过导线与超外差模块连接，用于控制超外差模块的射频开关器件。

本实用新型工作流程如下：单片机控制锁相环输出频率信号，操作者通过按键输入控制锁相环模块输出信号的数值或者扫频范围值，并在液晶上实时显示，输出信号再经过环路滤波器滤波处理，然后与待测射电信号在超外差模块和信号预处理电压放大电路的共同作用下完成混频和转化处理，转换处理后的信号为可供单片机内置的A/D采集电路接收的直流电压信号，接着由单片机内置的AD采集电路进行数据采集和处理，处理后的输出信号可由液晶显示采集到的信号频谱图，也可将处理后的信号通过U盘存储模块中的CH378模块实现数据存储并将存储的数据导出存放于U盘中。