基于DSP的频谱分析及显示系统设计

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1、基丁：DSP的频谱分析及显示系统设计摘要频谱分析是受到广泛应用的一种测试手段。信号采集与处理技术和计算机技术的不断发展，促进了频谱分析仪的普及，它已成为从事电子产品研发、生产、检验的一种常用仪器。目前频谱分析仪正在向高分辨率、大动态范围、高灵敏度、数字显示、以及数字存储和高可靠性的方向发展。本文对频谱分析仪的总体设计方案、硬件电路、软件程序、性能测试等几个方面进行了详细讨论，说明了基于数字式快速傅里叶变换的频谱分析仪的实现原理。对硬件电路的设计，介绍了所采用的主要芯片的特性与使用方法；对软件程序的设计，详细说明了实数FFT算法的程序实现。本文首先讨论了数字信号处理的基本理论，其次

2、主要实现了DSP结合AVR单片机的频谱分析仪的设计。以数字信号处理理论为基础，利用数字信号处理器强大的数据处理能力对采集到的信号进行频谱分析。本文所完成的任务主要集中在以下三个方面：(1)设计了以TMS320VC5402DSP为主处理器，以ATMegal28单片机为从处理器的频谱分析仪的硬件电路。主要包括A／D转换模块、DSP系统模块、CPLD逻辑控制模块、电源模块等。(2)编制了与频谱分析仪硬件电路相配合的软件程序。主要包括快速傅里叶变换(F兀')算法的实现、系统初始化、触摸屏LCD显示、CPLD控制时序等。(3)对频谱分析仪的硬件电路和软件程序进行了调试，并进行了硬件仿真。调

3、试时使用的参数为：A／D采样频率20MHz，DSP系统时钟80MHz。输入信号频率范围是50KHz"--'5MHz，输入信号电压范围是．0．512V'-'0．512V。关键词：频谱分析，FFT，采样，数字信号处理基于DSP的频谱分析及显示系统设计ABSTRACTThespectrumanalysisisatestmethodwimwideapplications．Withthecontinuousdevelopmentofsignalcollectionandprocessingtechnologyandcomputertechnology,therapiddevelopment

4、ofthespectrumanalyzerwaspromoted．Atpresent，spectrumanalyzerwillhavequalitiesofthehi班-resolution，thelargedynamicrange，thehigllsensitivity,digitaldisplay,digitalstorageandhigllreliability．Thehardwarecircuit，softwareprograms，performancetesting，andseveralotheraspectsofthedesignmethodforthespectru

5、manalyzeraredescribedindetailinthispaper．ThespectrumanalyzerofdigitalfastFouriertransformationisused．Themainfeaturesofchipsbeingused，theapplicationprinciplesareintroduced．Thispaperdiscusssesthebasictheoryofdigitalsignalprocessing,andthedesignmethodofthespectrumanalyzer,suchastheDSPcombinedwit

6、hAVRmicrocontroller．Onthisbasisofdigitalsignalprocessingtheory,itmaksuseofthepowerfuldataprocessingcapacityofdigitalsignalprocessortoprocessthecollectedsignalforspectrumanalysis．Maintasksinthispaperaleconcentratedinthefollowingthreeaspects：First，thehardwarecircuitofspectrumanalyzerisgiven，whi

7、chisbasedOilmainprocessorTMS320VC5402andslaveprocessoraboutATMegal28microcontroller．ItincludesA／Dconvertermodule，DSPsystemmodule，CPLDlogiccontrolmoduleandpowersupplymoduleete．Second，softwareprogramaboutspectmmanalyzeriscompiled．ItincludesFFTa