关于基于FPGA平台的手持式频谱分析仪的实现原理

、电压频率转换型A/D转换器。

A\D转换芯片有很多，根据本次设计所采集的信号的需要，信号是交流电信号，选择8位A\D转换器。芯片选择的是Maxim公司所提供的MAX11662。其参数如下：VDD = 2.2V --3.6V, VREF = VDD。

模数转换器的原理框图如下所示:

A\D的转换过程包括采样、保持、量化和编码四个阶段。通过按等间隔T对模拟信号进行采样，得到一串采样点上的样本数据，这一串样本数据可看作时域离散信号（序列）。在本次设计中A\D有8位，那么每个样本数据用8位二进制数表示，即形成数字信号，因此，采样以后到形成数字信号的这一过程是一个量化编码的过程。

4、放大器原理：

通过低通滤波器所得到的信号可能很微弱，所以加一级前置放大器对所获取的信号进行放大，以期能够得到更易于处理的信号。将放大器前置的目的有两个：①使小输入信号不被后期电路的噪声所淹没；②要防止滤波器电路的噪声被放大。

对于测量放大电路的基本要求是：①测量放大电路的输入电阻应与传感器输出阻抗相匹配；②稳定的放大倍数；③低噪声；④低的输入失调电压和输入失调电流，以及低的漂移；⑤足够的带宽和转换速率；⑥高共模输入范围和高共模抑制比；⑦可调的闭环增益；⑧线性好、精度高；⑨成本低等；

目前广泛应用的是高共模抑制比放大电路，如下图所示：

该共模抑制比电路由三个集成运算放大器组成，其中为两个性能一致（主要是指输入阻抗、共模抑制比和增益）的同相输入通用集成运算放大器，构成平衡对称（或称同相并联型）差动放大输入级，构成双端输入单端输出的输出级，用来进一步抑制的共模信号，并适应接地负载的需要。

输入级的输出电压，即运算放大器输出之差为，其差模增益

由以上公式可知，当性能一致时，输入级的差动输出及其差模增益只与差模输入电压有关，而其共模输出、失调与漂移均在两端相互抵消，因此电路具有良好的共模抑制能力，为消除偏置电流等得影响，通常取。

关于放大器采用的是LM386，LM386是一个用于在低电压消费类应用设计的功率放大器。内部增益为20，输入以地面为参考，而输出被自动偏置到电源电压的一半。静态功耗只有24毫瓦，LM386是电池操作的理想选择。

5、LCD输出显示原理

LCD为7段（或8段）显示结构，故有7个（或8个）段选端，须接段驱动器，LCD的每个字段型要由频率为几十Hz到几百Hz的节拍方波信号驱动。该方波信号加到LCD的公共电极和段驱动器的节拍信号输入端。LCD显示器的驱动接口电路分为静态驱动和动态驱动两种接口形式。

静态驱动接口的功能是将要显示的数据经过译码器译为显示码，再变为低频的交变信号，送到LCD显示器。动态驱动接口通常采用专门的集成芯片来实现。一般采用主驱动器和从驱动器。主、从驱动器都采用串行数据输入，主驱动器可以驱动48个显示字段或点阵，每增加一片从驱动器可以增加驱动44个显示字段或点阵。驱动方式采用1/4占空系数的1/3偏压法。

本设计采用的动态驱动接口串行输出。