由于FSK信号抗干扰能力强、频谱有效带宽小,相应的移频自动闭塞系统适应性广、信息量大、应变速度快、既可分散又可集中的诸多优点,使其在铁路信号中获得了广泛应用。根据目前缺乏能对其进行实时高精度检测的有效工具这一实际情况,本文就开发一种便携式、宽带FSK信号频谱检测仪作了深入研究。 首先从理论上推导了FSK信号的数学表达式,并分析了其频谱的特点,然后针对铁路信号SNR很高的实际,提出了用数字正交双通道处理及欠采样技术来实现对FSK信号两个边频频率、幅度和低频调制频率进行检测的方法。检测过程中解决了两个关键问题:即单频信号的分离截取与解除欠采样引起的频率模糊。此外,由于FFT实时与高精度之间的矛盾,采用了有限精度FFT后局部高精度DFT分析的方法,有效地解决了在保证速度条件下提高频谱分析精度的困难。 在此基础上,设计了以TMS320C25作为系统数字信号处理主芯片的检测装置的硬件电路,包括以准并行方式工作、7KHz采样率、具有12位分辨力的数据采集单元,64K*16Bit的程序存储单元,32K*16Bit的数据存储单元及由LCM液晶显示模块来实现的显示单元。 最后,经过大量的仿真,调试与实验,本文给出了部分仿真数据与检测结果及FSK信号频谱检测仪的性能指标。