资源描述：
《基于DSP的实时信号频谱分析模块设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第29卷第2期电子测量技术测试系统与组件2006年4月ELECTRONICMEASUREMENTTECHNOLOGY基于DSP的实时信号频谱分析模块设计11,21杨宇叶宇风王洪(1.华南理工大学物理科学与技术学院广州510640)(2.广东韶关学院网络中心韶关512005)摘要:设计了一种实时信号频谱分析模块,该模块以TMS320VC33DSP作为系统的控制和处理核心实现对信号的实时频谱分析。实验结果表明在0~256kHz的范围内,能很好地完成实时信号的频谱分析。关键词:DSP频谱分析
2、FFT功率谱密度DesignofrealtimesignalspectrumanalysismodulebasedonDSPYangYu1YeYufeng1,2WangHong1(1Schoolofphysicsscienceandtechnology,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou,510640)(2NetworkCenter,ShaoguanCollege,Shaoguan,512005)Abstract:Therealtimespectrumana
3、lysismodule,whichisbasedonTMS320VC33DSPascontrolandprocesscoreisdesignedinthispaper.Thepracticalresultsillustratedthatthismodulecananalyzethespectrumefficientlywiththerangeof0~256kHz.Keywords:DSP,spectrumanalysis,FFT,powerspectrumdensity.TMS320VC33在一个指令周期内可完成一次
4、0引言乘法和一次加法(MAC),当主频为60MHz时,对信号进行频谱分析,可以得到信号的频率结指令执行周期为167ns。进行Nlog2N点实数构,了解信号的频率成分。这对于工程上确定信号FFT需做N次实数乘法运算和(3N/2)log2N产生的原因,对系统参数进行识别及校正、动态监次实数加法运算。当采集N=1024点数据,不计测设备的状态等都是非常有用的。在DSP芯片出内存访问和其他时间,则进行一次FFT所需时间现之前,频谱分析是依靠模拟滤波的方法来完成为(3N/2+N)log2N16.7=0.428ms。
5、的,这类多通道滤波器式频谱仪有一个明显的缺实时信号频谱分析模块的A/D转换器芯片选点,即提高频率分辨率和带宽,需要增加滤波器的用12bit模数转换器ADS7864,片上带25V基准数目,且制作符合要求的滤波器在工程上比较困电压源,用作ADS7864的参考电压。每片难。数字信号处理技术的发展为频谱分析提供了新ADS7864实际由两个转换速率为500ksps的ADC的解决方法,其主要应用是实时快速地实现各种数构成,每个ADC有3个模拟输入通道,每个通道字信号处理算法。都有采样保持器,两个ADC组成3对模拟输入端,本文设计
6、了一种以TMS320VC33DSP为系统可同时对其中的1~3对输入信号同时采样保持,控制和处理核心的实时信号频谱分析模块,完成信然后逐个转换。输出数据为二进制补码形式,宽度号采集并进行快速傅立叶变换(FFT),根据周期是16bit,其中DB0~DB11是转换结果,DB12~图法对信号进行频谱分析,然后将分析结果通过串DB14是通道地址,DB15是数据可用指示位。由口传送到PC机,完成数据的分析、显示、存储和于6个通道可以同时采样,使该模块可以很方便扩打印等操作,可满足对一般机械振动、音频和其他展成对多路信号同时采集。A
7、/D的时钟信号是由工程测试信号的频谱分析要求。CPLD器件XC9572供给的。采样脉冲信号由DSP的Timer0定时器提供,采样率设定为60kHz。在1频谱分析模块硬件设计进行采样前的输入信号需要经过必要的调整电路,实时信号频谱分析模块硬件结构框图如图1所调整电路的功能主要有低通滤波和放大。以便滤除示,其中心处理单元为TMS320VC33,具有运算输入信号中频率高于256kHz的成分,将输入信精度高、编程方便和高级语言支持容易等特点。号的电压范围调整为0V~5V。124第2期杨宇等
8、:基于DSP的实时信号频谱分析模块设计A/D与DSP间数据通信加FIFO(FirstIn时序图可见,系统的数据采集和数据分析处理同时FirstOut)数据缓冲,这样DSP就不必每次A/D进行,提高了系统资源的利用率,同时也实现了数转换后都读A/D,可以按帧进行数据处理,提高据的连续采集和实时处理。了DSP的处理效率。FIFO数据缓
