《基于dsp的简易频谱分析仪设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于dsp的简易频谱分析仪设计（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要摘要我们对一个信号的认识只在时间域是远远不够的，所以还要在频域去认识和分析它。在电子测量中，测量网络阻抗特性以及传输特性是经常遇到的问题问题，其中，幅频特性、增益和衰减特性、相频特性等是属于传输特性内的。它很大程度方便了调整，校准被测网络及排除故障。本此设计制作了一个简易频谱分析仪从而可以更直观的看到信号的特性。为了实现这一目标，我们需要利用快速傅里叶变换（FFT）来实现对信号的频谱分析。由于 DSP 可以处理比较复杂的算法本次设计采用 FFT 算法通过 DSP分析显示输入波形的频率值。关键词关键词：频谱分析 DSP FFT 显示频率The Simple Spectrum Analyzer
2、 Design Based on DSPAbstractWe cant know a signal only in the time domain .It is far from enough, so we also recognize and analyze it in the frequency domain. In the electronic measurement, impedance and transmission characteristics of the network are often encountered in the measurement problems; T
3、ransmission characteristics include the gain characteristics, attenuation characteristics, amplitude-frequency characteristic and phase frequency characteristics. It provides a great convenience for the adjustment of the network under test, calibration and troubleshooting.We design a simple spectrum
4、 analyzer to see the characteristics of the signal more intuitively. In order to achieve this goal, we need to use the fast Fourier transform ，that is FFT which make spectrum analysis of the signal. Since the DSP can solve the more complex algorithms than others. Hence, we designed a simple spectrum
5、 analyzer using the FFT algorithm by DSP to show the frequency of the input waveform.Key words: Spectrum Analyzer ; DSP; FFT ; Frequency Display目录目录第 1 章 概 述 . 1 1.1 引 言.1 1.2 定点 DSP 的数据格式.2 1.3 TMS320F2812 DSP 介绍 .21.3.1 TMS320F2812 概述.2 1.3.2 TMS320F2812 芯片结构及性能描述.3 第 2 章 总体设计思路 .4 2.1 系统指标 .42.2
6、系统方案 .42.2.1 信号发生器模块.5 2.2.2 DAC 转换模块.5 2.2.3 陷波网络模块.6 2.2.4 信号调理模块.6 2.2.5 AD 采集模块.6 2.2.6 FFT 计算处理模块.7 第 3 章 具体设计 .7 3.1 工程建立 .7 3.2 正弦波发生模块 .93.2.1 定时器模块.11 3.2.2 中断模块.12 3.2.3 GPIO 模块.15 3.3 DAC 转换模块 .15 3.4 陷波网络模块 .16 3.5 信号调理电路模块.18 3.6 AD 采集模块 .193.6.1 事件管理器定时设置.20 3.6.2 ADC 设置模块.22 3.7 FFT 模
7、块.27 第 4 章 实验结果.31 第 5 章 总结与展望.37 5.1 总 结 .37 5.2 展 望 .38参考文献.38 致 谢.390第第 1 1 章章 概概 述述1.11.1 引引 言言DSP的2种理解：广义理解：digital signal processing数字信号处理狭义理解：digital signal processor数字信号处理器数字信号处理的概念是利用计算机或者专用的处理设备，对连续的数字信号进行各种数学运算，最终得到我们想要的分析结果。而快速傅立叶变换是其运算基础。如今是崭新的数字化时代，DSP已然成为数字化的不可或缺的元素，广泛的应用于社会各领域。数字信号处理
8、器（DSP芯片）应运而生，使数字信号处理理论与实际很好的连接，并促进了深入发展数字信号处理技术，拓宽应用领域。数字信号处理以广泛的学科作为理论基础，包含极广泛的内容。当中包含，语音处理、通信等方方面面，涵盖面很大。具体实现数字信号处理的方法：(1) 在通用 PC 上利用软件或在系统中加专用加速处理机来实现。来实现。(2) 用 DSP 实现。DSP 的软件和硬件各项资源对于数字信号处理非常适用，因此可用于各种复杂算法；(3)用 CPLD/FPGA 实现。11.21.2 定点定点 DSPDSP 的数据格式的数据格式在定点处理器（例如TMS320F2812）之中，数据采用的是定点表示法，整数小数均可
9、表示。在定点处理器中，决定数据精度和其动态范围的是格式和字长，当然，它也是决定DSP处理器的成本、功耗以及编程难度的因素之一。定点DSP的两种基本表示方法：整数表示和小数表示。整数表示方法应用：非信号处理，例如地址计算、控制操作等小数表示方法应用：数字和各种信号处理算法计算。定点数常使用Q表示法。处理小数时须由程序员确定小数点所处位置，称为数的定标。由于是人为决定，因此大小和精度可以表示多种范围。例如：0 010 0000 0000 0000b=0.25，用Q15表示0 010 0000 0000 0000b=8192，用Q0表示总结来说，Q值越大，精度越高，但数值范围越小； Q值越小，数值范
10、围越大，但精度就越低。1.31.3 TMS320F2812TMS320F2812 DSPDSP 介绍介绍1.3.1 TMS320F2812 概述F28x系列是TI公司生产的32位定点数字信号处理器，其具有丰富的外设资源。相对于单片机来说，它能实现更为复杂的控制算法。适合于控制应用，不同于其他芯片，该系列芯片含FLASH，异步串口。同时，它有数字信号处理能力和事件管理能力以及嵌入式控制能力，且由于可以用较低的成本实现开发、控制最优化，因此被广泛使用。21.3.2 TMS320F2812 芯片结构及性能描述1、最大可达150MHz的系统时钟频率；2、F2812具有8级流水操作，指令时间为6.67ns；3、F2812内有4M的程序空间和4M的数据空间；4、片上外设资源多，包含串口外围设备接口、事件管理器、16通道12位ADC、控制器局域网络CAN总线、串行通讯接口SCA,SCB、多通道缓冲串行接口以及JTAG;3第第 2 2 章章 总体设计总体设计思路思路2.12.1 系统指标系统指标本系统设计基本要求完成简易频谱分析仪，组成框图如图2.1图2.1 简易频谱分析仪组成框图1、扫频信号发生：采用DSP2812产生正弦波信号，扫频信号频率范围为100-10kHz。2、陷波网络设计：陷波网络中心频率约为3kHz。3、FFT设计，显示幅频
