如何利用MATLAB语言编程控制实时频谱分析仪

目前，信号分析主要从时域、频域、调制域三个方面进行。

时域分析是观察并分析信号随时间的变化情况。例如，信号的幅度、周期、频率等。时域分析常用仪器是示波器。

如果要观察并分析信号的幅度(电压或功率)与频率的关系，获取时域测量中所得不到的独特信息。例如谐波分量、寄生信号、交调、噪声边带测试、调制测试，失真和噪声测试等，通常需要利用频谱分析仪进行分析和测试。

频谱分析仪广泛应用于射频领域测试，是射频微波设计和测试工作中的常用仪器。频谱分析仪可以帮助电子工程师验证和分析信号的频谱、功率、幅度、调制或边带等，还能够帮助电子工程师完成频谱观测、功率测量以及复杂信号解调分析等。通过分析和验证你的设计，确定器件或系统的性能，判别故障点，找出问题的根源。

在有些场景，需要远程控制频谱分析仪采集频谱数据，并进行数据处理和分析，实现自动化操控，最终完成远程自动频谱监测和分析。

编程控制实时频谱分析仪常用的编程语言有MATLAB、Python、Labview、VC、C#等。MATLAB是许多工程师喜欢的编程开发工具，可以非常方便进行各种信号处理，深受广大工程师和学生的喜爱。本文将手把手教你如何利用MATLAB语言编程控制实时频谱分析仪，设置频谱分析的基本参数，采集基带IQ数据、实时频谱数据、DPX频谱数据、并动态滚动显示3D频谱，动态监测频谱等。

下面将以文章和视频的方式详细讲解如何利用MATLAB语言编程控制泰克的实时频谱分析仪，充分发挥频谱分析仪的强大功能。

编程前的准备工作

下面介绍MATLAB编程控制实时频谱分析仪之前的准备工作。

1安装NI-VISA

利用MATLAB控制实时频谱分析仪，需要安装一个VISA，建议安装NI-VISA库，可以去NI官方网站下载安装。

2接口的选择和设置

根据频谱分析支持的接口，可选用GPIB、RS232、USB、Ethernet等接口来编程控制仪器，本文利用MATLAB通过以太网LAN口编程控制实时频谱分析仪为例。

控制接口的选取 a. LAN

[TCPIP0::192.168.0.1::INSTR]

b. GPIB

[GPIB0::1::INSTR]

c. Serial

[serial('COM1','BaudRate',4800)]

d. USB

[USB::XXX::XXX::XXX::INSTR]

e.Virtual GPIB

[GPIB8::1::INSTR]

频谱分析仪和PC的设置(以LAN为例)a. 设置频谱分析仪的IP地址 例如: 192.168.0.1

b. 设置PC的IP地址 例如: 192.168.0.2

c. 关闭频谱分析仪和PC的防火墙

d. 在PC端 ping 192.168.0.1，看是否ping通

3频谱分析仪编程手册下载

下面分别泰克RSA306频谱分析仪、RSA500系列频谱分析仪、RSA600系列频谱分析仪、RSA5000系列频谱分析仪、RSA6000系列频谱分析仪的编程手册下载链接。

不同系列频谱分析仪编程手册 a.RSA306/500/600系频谱仪

b.RSA5100B频谱仪

c. RSA5100A/RSA6100B频谱仪

Matlab编程控制实时频谱分析仪流程

利用Matlab编程控制实时频谱分析仪，通过发送SCPI指令实现对频谱分析仪的控制和操作，设置频谱分析仪的相关参数，然后采集实时频谱分析仪的频谱trace数据、基带IQ数据、三维动态频谱、DPX频谱并显示。

1连接频谱分析仪

MATLAB可以利用GPIB、RS232、USB、Ethernet等接口控制频谱仪，今天利用以LAN以太网口控制频谱仪为例，利用visa命令创建对象。

2询问频谱仪IDN

利用query发送SCPI命令询问频谱仪的产品信息，可以得到频谱仪的厂家、型号、序列号、固件版本等。

3设置频谱仪出厂设置

利用fprintf发送SCPI命令*RST对频谱仪进行出厂设置。

4设置频谱分析仪的参数

利用fprintf发送SCPI命令设置频谱仪的参数，设置频谱仪的运行模式、中心频率、Span、参考电平、采集带宽、采集模式、采样点数等。

5读取频谱trace数据

先利用fprintf发送:fetc:spec:trac?命令，利用binblockread读取频谱trace数据，然后利用query获取起始频率、Span、点数、终止频率等计算水平刻度，然后画出频谱trace图。

6读取基带IQ数据

先利用fprintf发送:IQDATA?命令，利用binblockread读取基带IQ数据，奇数列是基带I数据，偶数列是基带Q数据。

7读取DPX频谱数据

利用fprintf发送:FETC:DPSA:TRAC:BITMAP?命令，然后利用binblockread读取DPX频谱数据。

8读取3D频谱数据

由于程序比较长，下面是获取滚动3D频谱数据部分代码。

9画星座图

读取基带IQ数据，如果是数字调制信号，可以画出星座图。

10断开仪器连接

利用fclose断开与频谱分析仪通信连接。

总结

本介绍如何利用MATLAB语言编程控制实时频谱分析仪，设置频谱分析的基本参数，采集基带IQ数据、实时频谱数据、DPX频谱数据、并动态显示3D频谱，动态监测频谱。