基于MSP430的网络分析仪数据处理及显示系统的研制

论文摘要

矢量网络分析仪是一种用于测量端口网络或系统幅频特性和相频特性的智能仪器,主要由信号源、测试装置、接收机和微处理器四大部分组成。本文研究和设计了一种基于MSP430的矢量网络分析仪。首先论述了网络分析仪的研究意义,并给出了与之相关的基础理论。其次介绍了系统的总体设计方案,并对其中的数据处理和人机界面两大模块做了详细介绍。最后给出了系统的调试结果和说明,并对本人工作进行了总结和展望。数据处理模块主要是软件算法设计。结合理论知识,重点介绍了从接收装置得到的原始测量数据到显示之前进行的各项处理。一方面,从原始数据换算出合理的各项参数,对换算公式的程序设计进行了讨论;另一方面,为了消除仪器系统误差,通过校准对测量结果进行了修正。人机界面模块的硬件部分采用了主控芯片MSP430F149控制彩色液晶屏,介绍了相关电路的设计,并给出了系统的电源及复位模块。软件设计分成两块,一方面,从界面设计的角度,给出了在液晶屏上显示各种字符及曲线的过程,并对其中的设计算法进行了改进;另一方面,从用户接口的角度,系统对各种面板按键作出了响应。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 网络分析仪概述
• 1.1.1 网络分析仪的出现
• 1.1.2 网络分析仪的分类
• 1.1.3 网络分析仪的发展
• 1.2 课题意义和本文的主要内容
• 1.3 本文的内容安排
• 第二章 网络分析仪理论基础
• 2.1 网络和网络分析
• 2.2 网络特性的表征
• 2.2.1 低频网络特性的分析
• 2.2.2 微波网络特性的分析
• 2.2.3 S 参数的流图表示
• 2.3 网络分析仪的组成原理
• 2.3.1 网络分析仪的组成
• 2.3.2 标量网络仪和矢量网络仪的比较
• 2.4 网络分析仪的测试原理
• 2.5 网络分析仪的误差修正
• 2.5.1 误差源和误差类型
• 2.5.2 误差修正类型
• 2.6 本章小结
• 第三章 网络分析仪模块化设计
• 3.1 系统总体框图
• 3.2 主控模块的设计
• 3.2.1 主控芯片MSP430F149 介绍
• 3.2.2 电源及复位电路设计
• 3.3 显示模块的设计
• 3.3.1 液晶显示控制板WLA56 简介
• 3.3.2 逻辑电平转换芯片74LVX4245 简介
• 3.3.3 显示模块的硬件设计
• 3.3.4 显示模块的基本程序设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 网络分析仪测量数据的处理及校准
• 4.1 对测量数据的处理
• 4.1.1 S 参数换算公式
• 4.1.2 参数计算的程序设计
• 4.2 矢量网络分析仪的测量校准
• 4.2.1 反射测量的校准
• 4.2.2 传输测量的校准
• 4.2.3 全面的二端口误差修正
• 4.3 本章小结
• 第五章 人机界面的软件设计
• 5.1 人机界面的总体设计
• 5.2 基本界面元素的显示
• 5.2.1 网格的显示设计
• 5.2.2 字符的显示设计
• 5.2.3 曲线的显示设计
• 5.2.4 极坐标和史密斯圆图的显示设计
• 5.3 数字键值的智能处理
• 5.3.1 数值的输入及显示
• 5.3.2 数值的识别
• 5.3.3 数值的判断及响应
• 5.4 测量曲线的智能显示
• 5.4.1 直角坐标曲线
• 5.4.2 测量数据定标
• 5.4.3 极坐标曲线
• 5.4.4 史密斯圆图曲线
• 5.5 本章小结
• 第六章 系统调试结果与总结
• 6.1 调试结果与说明
• 6.2 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文