基于dsp的简易频谱仪方案与对策

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1、.基于DSP的简易频谱仪设计方案指导老师：姚振东班级：信处092姓名：苟海军2009021109朱鑫2009021114郑顺200902二零一二年四月二十八日-..摘要本文设计了一种实时信号频谱分析系统，该系统以TMS320VC5402DSP作为系统数据处理核心，首先对信号作滤波处理，再通过AD9200高速模数转换芯片对数据信号进行采样，最后通过串口在PC机上完成对数据的显示。其中，DSP芯片完成数模转换和FFT变换。应用DSP芯片，可以完全胜任较高频率信号处理的工作，在本系统中的信号频率为2MHz。另外，本系统的设计能够实现对信号的实

2、时频谱分析并显示。关键词:频谱分析DSPFFT-..AbstractThispaperintroducesthedesignofarealtimesignalspectrumanalysissystem,thesystemusesTMS320VC5402DSPasthecoreofdataprocessingsystem,tocompletethesignalfilterprocessingatfristandsamplingthedatasignalbythehighspeedanalogtodigitalconversionchip

3、-AD9200.Atlast,thesystemwilldisplaythedatabyUSARTonthecomputer.WhatneedpointsoutisthatDSPchipcompletestheconversionandFFTtransformmainly.ApplicationofDSPdevicecanbefullyqualifiedforthejobthatprocessingthehighfrequencysignal.Inaddition,thefrequencyofthesignalisabout2MHz.W

4、hat'smore,thedesignofthissystemcancompletethereal-timesignalspectrumanalysisanddisplay.Keywords：SpectrumanalysisDSPFFT-..目录摘要2第一章前言5第二章频谱仪原理6第三章频谱仪硬件设计73.1相关开发工具73.2频谱仪硬件设计73.2.1系统设计方案73.2.2电源83.2.3滤波器103.2.4ADC信号采集113.2.5异步串行口13第四章频谱仪软件设计与实现144.1系统软件框架图144.2FFT实现144.2.1

5、FFT原理144.4.2FFT软件实现框图164.3异步串行口17第五章频谱仪结果分析185.1结果分析185.2总结18参考文献19附录20附1元器件清单明细20附2源代码20-..第一章前言频谱分析实质是对信号功率谱的估计，功率谱技术渊源很长，广泛应用于雷达、声纳、通信、地质探测、天文生物医学工程等众多领域，是军用和民用电子测试不可或缺的设备，例如，对各类旋转、电机、机床等机器的主题或部件进行实际运行状态下的谱分析，可以提供设计数据和检验设计结果，或者寻找震源和诊断故障，保证设备的安全运行等。在DSP芯片出现之前频谱分析的实现是依靠

6、模拟滤波的方法来完成的。数字信号处理技术的发展为频谱分析提供了新的解决方案。本文设计了一种基于DSP的频谱分析系统，该系统以TI公司的DSP芯片TMS320VC5402作为数据处理核心，组成了具有数据采集实时数据处理和频谱显示功能的硬件平台，在此基础上，应用FFT技术形成数字化的频谱分析系统。系统信号通过AD8032构成的带通滤波器，由AD9200作为高速模数转换器，由DSP芯片完成FFT变换，最后通过串口输出到PC机，并显示波形。本频谱分析系统的设计，能够完成对实时信号的处理，通过串口显示数据和波形，充分掌握DSP的FFT技术，熟悉D

7、SP芯片的用法。-..第二章频谱仪原理频谱分析仪大体可以分为扫描调谐式频谱仪及傅里叶分析仪2大类。扫描调谐式频谱仪如扫频朝外差接收机，能分别显示复杂信号中各个不同频率分量的幅度，但不能提供相关相位信息。这类一起主要用于连续信号和周期信号的频谱分析。傅里叶分析仪采用数字采样及数字变换技术得到被测信号的傅立叶谱。采用傅里叶分析仪能在被测信号存在的有限时间内，提取信号的全部频谱信息，并能显示频率、幅值及相位。滤波器取样电路ADC存储器DSP串口显示频谱分析仪从原理来看主要有快速傅里叶变换（FFT）分析仪和扫频调谐式分析仪。本系统采用傅里叶变换

8、的原理。快速傅里叶变换分析仪是一种软件设计算法。当知道被测信号f(t)的取样值fk,则可用DSP来按快速傅里叶变换的计算方法求出f(t)的频谱。目前可以讲DSP于数据采集、显示电路配合组成频谱仪，通过串口发