测量两个叠加信号地频率和幅值

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1、实用标准文案测量两个叠加信号的频率和幅值摘要DSP由于运算速度快，具有可编程特性及接口灵活的特点，使得它在电子产品的研制中，发挥着越来越大的作用。采用DSP器件来实现数字信号处理系统更是成了当前的发展趋势。本设计融合了DSP的前沿技术和至今的频率测试办法，实现了复合信号频率和其对应幅值的测量。该设计进行了一些外围电路的设计，对信号进行叠加、调理、滤波、检测和对内置AD进行校正。利用强大的DSP320F2812丰富软件资源实现FFT运算,实现复合信号频率和幅值的测试.最后通过DSP与PC机通信和自行设计的频率测试串口同时显示最终结果.测试结果表明我们的设计

2、是可行的。关键词：DSP；TMS320F2812；FFT；信号分析一．引言我们选择了“测量两个叠加信号的频率和幅值”题目，要求是制作一台复合频率测试仪，可以用来测量复合信号的频率和幅值，同时要求DSP与计算机通讯，将结果显示在计算机上。在电子技术中，信号频率和幅值是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量都有十分密切的关系，因此频率和幅值的测量就显得更为重要。频谱分析仪在国外被当作频域中的“射频万用表”，可见它的重要性及应用泛围之广。随着通信的发展和普及，在通信、研究、生产、维修等方面对频谱分析仪需求和应用越来越迫切。频谱仪成为一个必需的“射频万用表”的

3、时代己来到。频谱分析仪主要特点为:高灵敏度、频率高、频带宽、频率、幅度测量及对比特性。频谱分析主要就是将时域信号转化为频域进行处理，一般要求使用时窗技术，如快速傅氏变换(FFT)、离散傅氏变换等(DFT)。而相对其他办法设计频谱仪，FFT变换能大量的减少运算量和运算时间，因此FFT成为频谱分析的核心算法。FFT算法中同样有大量的乘法运算存在，乘法运算的速度是数字信号处理实现中的一个瓶颈问题，采用一般的计算机或CPLD可以实现算法，但是速度不能达到要求。随着FFT的广泛应用，人们做了大量的工作来改善其性能，一方面，是算法的改进，另一方面，是硬件的升级。TI

4、公司生产的DSP芯片都有硬件乘法器和FFT运算所需的位倒序的间接寻址方式、并行算法，使得乘法运算可以在一个指令周期内完成。TMS320F2812具有很高的FFT运算速度，使得由它组成的复杂系统的实时处理能力大为提高。TMS320F2812是定点DSP，由于性能优越，价位比较低，近年来应用比较广泛。本设计就是采用TI公司的DSP芯片TMS320F2812为核心，主要完成FFT算法和AD的控制，进而完成了设计和测试。本设计为实验教学提供了一种新思路，同时在硬件和软件开发过程中所提出的一些设计方案对DSP方面的开发工作有重要参考价值。二．系统指标精彩文档实用标

5、准文案本设计达到了该题目要求的所有基本指标和发挥部分指标，甚至超出题目的要求。本设计可以对复合信号的频率幅值进行测量，并均达到发挥部分指标。现将题目的要求指标（包括基本要求指标和发挥部分指标）和本设计所达到的各项指标在表1中进行比较。表1各项指标对照表输入信号基本要求指标发挥部分指标本设计达到的指标主信号频率20-20kHz20-20kHz10-40kHz分辨率幅值VVV次信号频率20-20kHz20-20kHz9.5-38.5kHz分辨率幅值满足是主信号的1/4-1/6二．系统方案分析论证3.1方案比较与选择系统由信号调节、高速A/D采样和运算处理三部

6、分组成，核心在于对信号在频域范围内分析，从而得到信号的频率值和信号的幅度值等参数信息。方案一：模拟实现方法---扫频超外差法。如图1示，它用扫频振荡器作为本机振荡器，中频电路为有载频带很窄的滤波器，按超外差方式选择所需频率分量而形成频谱图。这种方法的优点是扫频范围大，但对硬件电路要求高，而且只适合于测量稳态信号的频谱。图1扫频超外差实现框图方案二：模拟/数字混合实现方法扫频振荡器做混频，通过低通滤波器和选频器选出一定频段信号，运用ADC将其变换到数字域再做处理得到其频谱。这种方法可实现大扫频范围，处理更加灵活，获得更多的功能，但是系统设计复杂，实现难度较

7、大方案三：数字分析法---DFT(FFT)类算法及改进算法。DFT(FFT)是一种典型的数字滤波技术，在采样频率和数据窗选择合适的情况下，滤波算法能正确求出模型参数。但是快速傅立叶变换算法（FFT）需要大量的运算，需要高速处理器才能实现。根据实际条件和对手头现有资源的分析，最终选择了方案三精彩文档实用标准文案数字分析法来实现信号分析仪的设计。3.2整体系统设计方案整个系统的设计思想是采用DSP芯片控制并围绕DSP芯片搭载的外围电路（包含人机交互系统），通过按键控制系统的开始和停止，并将结果通过串口发送至PC，在PC上查看计算结果。DSP是整个系统的核心部

8、分，对整个电路的工作进行控制（如图2）。具体的控制程序在上位机PC上编写程序调试