嵌入式頻譜分析儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電子與通信行業(yè)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中。在對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析與處理的過(guò)程中，基本上都會(huì)用到一個(gè)重要的測(cè)量?jī)x器——頻譜分析儀。頻譜分析儀可直觀展示信號(hào)中各頻率點(diǎn)上所包含的信息，通過(guò)分析這些信息判斷采集到的信號(hào)的是否受到噪聲干擾并及時(shí)處理。傳統(tǒng)頻譜分析儀主要都是基于模擬電路并且大量使用濾波器，這使得整個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜，體積龐大，誤差也較大，高昂的價(jià)格更是讓其應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。因此，傳統(tǒng)的頻譜分析儀已經(jīng)無(wú)法滿足如今用戶

2、的需求。
　　在本次設(shè)計(jì)中針對(duì)人耳可識(shí)別0～20kHz的低頻語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，提出一種基于嵌入式微處理器平臺(tái)與快速傅里葉變換的頻譜分析設(shè)計(jì)方案。相比傳統(tǒng)頻譜分析儀，該方案由于采用嵌入式微處理器作為頻譜分析的控制核心，可大大降低頻譜分析儀的生產(chǎn)成本，體積小便于攜帶，其低功耗使得頻譜儀只需使用電池即可對(duì)其供電。而ARM平臺(tái)豐富的外設(shè)接口可讓頻譜分析儀具有更多擴(kuò)展功能。本次設(shè)計(jì)方案中采用的快速傅里葉變換更是大大提升了頻譜分析速度。<

3、br>　　本文研究以嵌入式ARM微控制器為主控核心，以μ C/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)為軟件控制平臺(tái)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行頻譜分析的系統(tǒng)。硬件部分主要探討了基于Cortex-M3內(nèi)核的微控制器STM32的核心電路設(shè)計(jì)、DDS信號(hào)發(fā)生電路、8位A/D的數(shù)據(jù)采集電路、基于二極管的A/D保護(hù)電路、采用程控放大器的幅度調(diào)整電路、顯示模塊電路等;基于以上硬件平臺(tái)，軟件平臺(tái)上采用μ C/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)對(duì)各任務(wù)運(yùn)行進(jìn)行調(diào)度，可以提高頻譜分析系統(tǒng)的穩(wěn)定