[发明专利]基于Zynq的多通道频谱监测方法

摘要

本发明公开了一种基于Zynq的多通道频谱监测方法,所述的方法包括以下步骤：步骤一、命令控制及数据收集，步骤二、数字下变频。本发明通过高带宽监测通道，用户可大致(频率步进为Fs1/L)观察监视大的频带范围内的信号，若发现该频带内有疑似异常信号，可大致确定信号所在的信道；通过配置高精度监测通道参数可对疑似异常信道内的信号进行精度跟高(Fs2/L)的监测，从而与预期信号作对比，最终判断信号是否异常。高精度监测通道可提供比高带宽监测通道高Fs1/Fs2倍的监测精度；三个高精度监测通道效果类似，故而可提供三个高精度监测通道。

主权项

1.一种基于Zynq的多通道频谱监测方法，其特征在于：该方法的实现包括四个部分：命令控制及数据收集部分；数字下变频部分；幅频计算部分；频谱显示部分；其中，命令控制及数据收集部分位于Zynq的ARM中，通过AXI总线与FPGA逻辑进行连接，通过AXI总线下发数字DDC混频所需的中心频率ω的参数、滤波器带宽参数、FFT运算参数；同时通过AXI总线收集经过FPGA处理的频谱数据，并将频谱送到显示器进行显示；数字下变频部分：根据中心频率值ω产生一对相互正交的混频信号，与接收到的信号进行混频，将信号搬移到基带，通过低通滤波器对混频信号滤波，再对其进行抽取从而降低信号的采样率Fs；频谱计算部分：该部分包含FFT运算和幅频计算；该部分先对经过DDC处理的数据进行FFT运算，然后再通过幅频计算提取FFT数据的幅度信息；频谱显示部分：该部分通过显示程序将ARM收集的数据通过HDMI发送到显示器进行显示；具体控制流程如下：第一步：ARM通过AXI总线下发需要监测的频谱带命令，包括中心频率ω1和带宽B1以及FFT运算的长度L1；DDC1将通道1的混频信号调谐到sin(ω1)及cos(ω1)，并将滤波器带宽设置为B1；通过FFT及幅频计算后得到频谱数据；频谱数据通过AXI总线传送到ARM端，ARM端将收集到的数据进行显示；此时在显示器上将显示中心频率为ω1带宽为B1的频谱带，并观察该带内的信号状态；第二步：若此时用户需要对B1频谱带中发现的某一段信号进行精度更高的监测，只需要通过命令下发通道下发该段信号的中心频率ω2及相应带宽B2以及FFT运算长度，由于DDC2是通过抽取的，故而采样率Fs2降低，所以在相同FFT运算长度L的情况下能够明显降低频率步进Fs2/L，从而提高该频段的监测精度；分析其他频段只需要重复第二步操作即可，总共提供一路高带宽监测通道和三路高精度监测通道。