基于DSP的简易频谱分析仪设计_毕业设计
基于DSP的简易频谱分析仪设计
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：频谱分析DSP FFT 显示频率
The Simple Spectrum Analyzer Design Based on DSP Abstract
We can’t 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; Transmission 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 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 analyzer using the FFT algorithm by DSP to show the frequency of the input waveform.
Key word s: Spectrum Analyzer ; DSP; FFT ; Frequency Display
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 (2)
1.3.1 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 (4)
2.2 系统方案 (4)
2.2.1 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 (9)
3.2.1 定时器模块 (9)
3.2.2 中断模块 (10)
3.2.3 GPIO模块 (12)
3.3 DAC转换模块 (13)
3.4 陷波网络模块 (13)
3.5 信号调理电路模块 (18)
3.6 AD采集模块 (19)
3.6.1 事件管理器定时设置 (20)
3.6.2 ADC设置模块 (18)
3.7FFT模块 .............................................................................. .. (19)
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 (39)
第1章概述
1.1 引言
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。
1.2 定点DSP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，数值范围越大，但精度就越低。
1.3 TMS320F2812 DSP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。
1.3.2 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;
第2章总体设计思路
2.1 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，显示幅频特性曲线。
2.2 系统方案
本设计目标为采用TMS320F2812 DSP芯片设计简易频谱分析仪。该分析仪由四部分模块组成，分别为：信号发生器模块、DAC转换模块、陷波网络模块、信号调理模块、AD采集模块、FFT计算处理模块。
2.2.1 信号发生器模块
信号发生模块由DSP芯片来完成，产生100Hz—10kHz的扫频信号。DSP产生正弦波的方法有如下几种：
（1）利用DSP内置的PWM模块产生SPWM波形，之后连接低通滤波器发出正弦波；
（2）利用泰勒级数展开法经过DSP计算得出正弦波；
（3）利用查表法直接将正弦波形的表存入数组中；
以上三种产生波形的方法都可以实现正弦波的发生，但是相比之下第一种较为复杂；第二种方法虽然占用存储空间较少，但是运算量比较大，占用CPU资源较多；查表法一种很直接的方法，它的原理是根据需要提前算好所有可能出现的正弦函数值，按照顺序编制为数据表，当用时只需要根据输入查出对应值。虽然查表法占用存储空间较多，但是占用CPU资源少，而且根据正弦表的数组长度和数据位数可以改变其分辨率及精确度。因此本次设计采用查表法产生正弦波，之后正弦波将以数字量的形式发送至IO口，通过数模转换产生模拟量的正弦波。
而正弦表可以通过例如正线波信号发生器来这类的软件生成，本设计产生的是输出点数为100点，输出精度为8位的正弦波。
2.2.2 DAC转换模块
首先，先确定正弦波的分辨率、精度等各项参数以方便确定DAC型号及设计电路。本次设计利用8位分辨率，一个周期内取100点的正弦表实现正弦波发生。因为本次设计要求最高可采集到10kHz的正弦波，因而有：
100点*10kHz=1MHz （2-1）
（2-1）表明了对DA的要求是它的采样率必须达到1MHz以上才可以实现10kHz的正弦波发生；因为是8位分辨率且通过IO口的8位来输出，因而需要一个8位并口的DA实
现。总结来说，就是选取DA满足以下两个条件：
1、8位并行输入；
2、采样率在1MHz以上；
经过查阅各种资料后确定采用DAC0832来完成将数字正弦波转化为模拟正弦波的部分。
2.2.3 陷波网络模块
利用Sallen_Key电路结构设计二阶有源带阻网络，简单而且比较容易实现。
2.2.4 信号调理模块
利用分压的办法改变输入信号的幅度，后接一个电压跟随器，目的是使其输出信号电压控制在0—3v以内，以避免直接输入DSP中的AD输入引脚而烧坏芯片，同时避免后边的电路对信号产生影响。
2.2.5 AD采集模块
AD采集模块可有以下两种设计方案：
（1）利用外接的AD通过硬件连接的方式对模拟量的波形进行转化，将转化后的数字量通过IO输入DSP中。例如使用16位并行输出ADS8364连接F2812。
（2）利用F2812包含的12位，16通道的ADC通过软件设置的方式将模拟量波形转化为数字量。
上述两种方案中，由于第二种可直接通过软件方式利用DSP包含的模数转换
模块采集模拟量的波形而不用外接芯片节省成本并且充分利用了DSP的资源，因而在精度不要求很高的情况下更加适用，因而采用第二种方案。
2.2.6 FFT计算处理模块
因为F2812芯片上专门有指令用于FFT操作，使得在F2812芯片上实现FFT算法速度更快且更为方便用户使用，所以直接采用即可。
第3章具体设计
3.1 工程建立
本设计的集成开发环境为CCS3.1，CCS提供了配置、建立、调试、跟踪和分析程序的工具，便于编制和测试实时、嵌入式信号处理程序，可提高开发进程速度，提高工作效率。支持如下所示的开发周期的所有阶段。
图3.1 CCS的开发周期各阶段
开发工具包括：C编译器、汇编器、连接器等。
库文件（.lib），头文件（.h），源文件（.c）和CMD文件(.CMD)组成一个完整的工程，缺一不可。
1、头文件：用于其他文件的引用、程序中的函数、参数、变量和一些宏单元的定义，和库函数配合使用。所以在使用库时须用相应头文件说明。文件格式为“.h”，编译过程中自动添加进入工程，无需手动添加。一般情况下头文件不需修改便可直接使用。
2、库文件：C语言系统库rts2xx.lib。系统库包含了编译器的所有功能：初始化C语言环境，标准C的函数库,设置堆栈等，还可以添加其他的库文件。将函数封装，编译供自己或其他用户调用。其优点是库文件编译后看不到源代码，保密性好；同时便于维护。文件格式为“.lib”。
3、源文件：有且须有一个含main（）函数的C语言源程序文件。main（）函数在系统库初始化后掌握控制权。文件格式为“.c”。一个工程必不可少的几个源文件有：（1）DSP28_GlobalVariableDefs.c：定义全局变量，例如寄存器，中断向量表等内容。
（2）主函数
（3）DSP28_PieCtrl.c：PIE初始化函数（与中断相关）。
（4）DSP28_PieVect.c：PIE中断向量表定义及其初始化。
（5）DSP28_SysCtrl.c：系统初始化，以保证F2812正常工作。
4、cmd文件：DSP系统中有大量的各种存储器，cmd文件所描述的是开发工程师对物理存储器的管理、分配及使用情况。cmd文件的作用是定位DSP代码。由于DSP的编译器的编译结果是未定位的，DSP无法定位执行代码，同时用户设计的DSP系统的配置也不尽相同，因此要自己定义代码的安装位置。cmd文件就是在编译源程序、生成机器代码的过程中发挥作用。
cmd文件包含：
（1）存储器的资源清单
（2）存储器的资源分配
3.2 正弦波发生模块
想要实现发出扫频正弦波，必须要有三个步骤：
（1）通用定时器定时；
（2）定时时间到后进入中断程序，输出数字正弦波；
（3）输出正弦波通过通用IO口输出给后续电路；
其软件流程图如下：
图3.2 扫频信号发生流程图
3.2.1 定时器模块
F2812共有3个32位的CPU定时器， CPU定时器Timer1和Timer2用于实时操作系统（如DSPBIOS），Timer0可以被用户所用。CPU定时器结构较简单，工作模式较单一，同时一旦启动就会循环往复工作，因此使用非常方便，所以很适合为用户程序提供一个基准时钟实现软件各模块的同步。
图3.3 CPU定时器内部结构
从上图可以看出，CPU定时器可以分为16位的分频器及32位的计数器。可将计数周期先存到PRDH:PRD（周期寄存器）中，当计数器启动时，PRDH:PRD的值载入TIMH:TIM（计数器）中进行减计数，当值减为0时，发出中断请求信号，同时计数值重新装载到周期寄存器中。
定时器初始化主要程序如下：
void InitCpuTimers(void)
{CpuTimer0Regs.PRD.all =150; //初始化定时器0周期寄存器CpuTimer0Regs.TIM.all = 0; //清零定时器0的计数器
CpuTimer0Regs.TPR.all = 0; //初始化定时器0预定标计数器使其分频系数
为sysclkout/1，即150MHz;
CpuTimer0Regs.TPRH.all = 0;
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS = 1; //停止定时器0的运行
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1; //将周期寄存器PRD中的值装入计数器寄存器TIM中，
//重装载控制位写1，控制分频系数和计数初值的装载
CpuTimer0Regs.TCR.bit.SOFT=1; //将soft和free设为1，在遇到调试断点
CpuTimer0Regs.TCR.bit.FREE=1; //定时器0将继续运行
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TIE=1; //使能定时器0中断，若计数器递减到0同时tie位为1，定时器发出中断请求
}
3.2.2 中断模块
F2812的中断管理共分为外设级、PIE级和CPU级。由于多种外设集成于芯片内部，会产生许多外设中断，因为CPU无法处理所有的CPU级中断请求，因而F2812有一个专门用于处理判定外设中断的中断扩展控制器（PIE）。中断仲裁机制确定中断服务程序的位置的原理是根据PIE向量表存放的每个中断服务程序的地址来确定。
1、外设级
一当外设有中断事件，对应外设的中断标识位就会置1，若对应中断使能位设1，那么外设中断的请求信号 INTx.y就可送至 PIE控制器。若外设的中断被禁止输入进来，那么外设中断标志将一直保持为 1，直到软件清 0。
2、PIE 级
PIE的中断都有一个PIEIFRx.y（中断标志位）和一个PIEIERx.y（中断使能位），另外，每个 CPU 中断组都有一应答位 PIEACKx。
若 PIE来了中断请求，相应中断标志位 PIEIFRx.y就会置1，若 PIEIERx.y也为1，那么 PIEACKx 就可决定 CPU可否响应此中断。
3、CPU级
CPU 级中断标志寄存器一旦在中断请求送入后标志位就会置 1。在IER （CPU 中断使能寄存器）中相应位置 1，且INTM（全局中断屏蔽位）为 0的情况下时，CPU会进入中断。
实现中断主要语句如下：
DINT; //禁止中断
EINT; //使能INTM（全局中断）
ERTM; //使能DBGM(全局实时中断)
EALLOW; //有些寄存器受到写保护，要写它就先用此语句禁止写保护，写自由PieVectTable.TINT0=&cpu_timer0_isr;
EDIS; //使能写保护
PieCtrl.PIEIER1.bit.INTx7=1;//PIE级中断使能
IER|=M_INT1;//使能CPU中断
进入中断子程序如下：
interrupt void cpu_timer0_isr(void)
{ CpuTimer0Regs.TCR.bit.TIF=1;
ReloadCpuTimer0();
time++;
if(time==fre)
{
time=0;
GpioDataRegs.GPADAT.all=sin_da[ncount++] ;
if(ncount>=100)
{
ncount=0;
round++;
if(round==1000/fre)
{
round=0;
fre++;
}
if(fre>=100) fre=1;
}
}
PieCtrl.PIEACK.all=PIEACK_GROUP1;
}
这段程序中ncount用来一个周期内计送出的点数，当到达一个周期的100点时，ncount变为0；fre为从100Hz到10KHz的100个不同频率档，time是用于定时器进入中断次数的计数，当time计数值=fre的值时会向IO送出正弦表的值，同时time 清零；round为不同频率档下波形的不同显示次数，其设置为1000/fre，即当round 当前值为1000除以当前的fre时，说明1000/fre个当前频率下的正弦波已经全部送出，fre自动加1，round变为0。
3.2.3 GPIO模块
GPIO就是通用IO口。嵌入式系统中常有很多的简单外部设备/电路，对它们的控制，使用GPIO（通用可编程IO接口）即可。
F2812包含有56个多功能引脚，其第一功能是作为通用意义数字I/O口（GPIO），为了使用通用I/O，我们需要对GPIO进行相应的设置。
为了将数字量的正弦波输出，设计需要通过设置GPIO实现，具体语句如下：void InitGpio(void)
{ EALLOW;
GpioMuxRegs.GPAMUX.all=0x0000;//将gpio设置为通用i/o口
GpioMuxRegs.GPADIR.all=0x00ff;//设置gpio为输出
GpioMuxRegs.GPAQUAL.all=0x0000; //窗宽为0，无抗噪声能力
EDIS;
}
3.3 DAC转换模块
DAC0832是采用CMOS工艺实现。它是8位分辨率的数模转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA转换器应用很广泛因为它相比其他芯片来说价格低、接口电路简单、转换控制容易。DAC0832包含有8位DAC寄存器、8位输入寄存器、8位D/A转换器，它的采样频率高达5MHz，因而可以实现对需要采样率高于1MHz的正弦波的采集。
图3.4 DA模块电路图
如图所示，DA模块采用的是0832器件手册上的应用例程。图中Q1的作用是将电流输出型信号改为电压输出型信号；Q2的作用是由于输出是反向的电压，因此此处是起到反相器的作用。
3.4 陷波网络模块
本次设计采用的是有源带阻滤波器。本有源带阻滤波器主要通过双T网络实现。电阻电容组成外围网络和LM358芯片一起实现功能。通过电容电阻的谐振作用实现帯阻作用，通过358芯片实现放大信号的作用。
图3.5 陷波网络模块电路图
图3.5所示，RF和Rf（即R4和R5）选择了稍大一些的电阻值是为了使
电路更稳定，这里使用的分别是160K和200K。选择较小电容也是为了使电路运行更稳定，这里取C=1pF.带入fo=1/2πRC可得R的值约为27K，考虑到实际连接电路的问题，减少元件的个数，取R1=R2=56K。
其各项参数如下：
R1=R2=R=56k； R3=27k
C1=C2 =1Nf ； C3=2.2nF
R5=Rf；R4=RF;
中心频率fo=1/2πRC=2.78k
带宽 f2-f1=2（2-Kf）=0.4kHz
增益Kf=1+RF/Rf=1.8
Q点 Q=1/2(2-Kf)=0.1
图3.6 陷波网络模块电路图
使用multsim中的波特图实现了仿真，如图3.6所示。
3.5 信号调理电路模块
其电路图如下图所示：
图3.7 信号调理电路
图中R6以及R7用于分压，使信号电压降低在DSP所要求的0—3v内，后面利用LM358制成的电压跟随器，以“隔离”前后级之间的影响。
频谱分析仪的设计方案及实际应用案例汇总
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基于DSP最小应用系统设计实现_毕业论文
第一章绪论 1.1 本论文的背景 随着信息技术的飞速发展，数字信号处理技术已经发展成为一门关键的技术学科，而DSP芯片的出现则为数字信号处理算法的实现提供了可能，这一方面促进了数字信号处理技术的进一步发展,也使数字信号处理的应用领域得到了极大的拓展。在近20年里，DSP芯片已经在通信和家用电器等领域得到了广泛的应用。 1.1.1 数字信号处理器的发展状况 DSP(Digital Signal Processing)也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器，是建立在数字信号处理的各种理论和算法基础上，专门完成各种实时数字信息处理的芯片。与单片机相比，DSP有着更适合数字信号处理的优点。芯片部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，具有良好的并行特性，提供特殊的DSP指令，可以快速地实现各种数字信号处理算法[1]。 DSP发展历程大致分为三个阶段：70年代理论先行，80年代产品普及，90年代突飞猛进。在DSP出现之前数字信号处理主要依靠MPU(微处理器)来完成。但MPU 较低的处理速度无法满足高速实时的要求。因此，直到70年代才提出了DSP的理论和算法基础。随着大规模集成电路技术的发展，1982年世界上诞生了首枚通用可编程DSP芯片TI的TMS32010。DSP芯片的问世是个里程碑，它标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。进入80年代后期，随着数字信号处理技术应用围的扩大，要求提高处理速度，到1988年出现了浮点DSP，同时提供了高级语言的编译器，使运算速度进一步提高，其应用围逐步扩大到通信、计算机领域。90年代相继出现了第四代和第五代DSP器件。以DSP作为主要元件，再加上外围设备和特定功能单元综合成的单一芯片，加速了DSP解决方案的发展，同时产品价格降低，运算速度和集成度大幅提高[2]。 进入21世纪，现在DSP向着高速，高系统集成，高性能方向发展。当前的DSP 多数基于RISC(精简指令集计算机)结构，且进入了VLSI(超大规模集成电路)阶段。如TI公司的TMS320C80代表了新一代芯片集成技术，它将4个32位的DSP，1个32位RISC主处理器，1个传输控制器，2个视频控制器和50Kb SRAM集成在一个芯片上。这样的芯片通常称之为MVP(多媒体视频处理器)。它可支持各种图像规格和各种算法，功能相当强。而第六代TMSC6000系列则是目前速度最快，性能最高的DSP芯片，该系列芯片的发展蓝图中有高至5000MIPS，3G FLOPS的处理性能。
基于LABVIEW的虚拟频谱分析仪设计
目录 1 设计任务 (1) 1.1 技术要求 (1) 1.2 设计方案 (1) 2 基本原理 (1) 3 建立模型 (2) 3.1 系统前面板设计 (3) 3.2 系统程序框图设计 (3) 3.3 系统程序运行结果 (4) 4 结论与心得体会 (9) 4.1 实验结论 (9) 4.2 心得体会 (10) 5 参考文献 (10)
基于LABVIEW的虚拟频谱分析仪设计1设计任务 1.1 技术要求 1）设计出规定的虚拟频谱分析仪，可对输入信号进行频域分析，显示输入信号的幅度谱和相位谱等 2）设置出各个控件的参数； 3）利用LabVIEW实现该虚拟频谱分析仪的设计； 4）观察仿真结果并进行分析； 5）对该虚拟频谱分析仪进行性能评价。 1.2 设计方案 虚拟频谱分析仪的设计包括以下三个步骤： 1) 按照实际任务的要求，确定频谱分析仪的性能指标。 2) 按照实验原理想好设计思路，并且完成电路图及程序，然后在前面板和程序流程图中实现。 3) 完成电路设计，运行程序并且检查，直至无误后观察仿真结果并且分心。 2基本原理 本设计采用的是数字处理式频谱分析原理，方法为：经过采样，使连续时间信号变为离散时间信号，然后利用LabVIEW的强大的数字信号处理的功能，对采样得到的数据进行滤波、加窗、FFT 运算处理，就可得到信号的幅度谱、相位谱以及功率谱。FFT的输出都是双边的，它同时显示了正负频率的信息。通过只使用一半FFT输出采样点转换成单边FFT。FFT的采样点之间的频率间隔是fs/N，这里fs是采样频率。FFT和能量频谱可以用于测量静止或者动态信号的频率信息。FFT提供了信号在整个采样期间的平均频率信息。因此，FFT主要用于固定信号的分析（即信号在采样期间的频率变化不大）或者只需要求取每个频率分量的平均能量。 在采样过程中，为了满足采样定理，对不同的频率信号，选用合适的采样速率，从而防止频率混叠。实际中，我们只能对有限长的信号进行分析与处理，而进行傅立叶变换的数据理论上应为无限长的离散数据序列，所以必须对无限长离散序列截断，只取采样时间
基于stm32f1的频谱分析仪
单片机课程设计 基于STM32F1 的频谱分析仪 班级：电子信息工程1111班（学号）： 指导老师：
题目：基于STM32F1 的频谱分析仪 关键词：频谱分析仪，STM32F1，快速傅立叶变换，FFT，双色点阵 摘要 本设计是基于STM32F1的频谱分析仪。以STM32F103RBT6为控制核心，双色点阵屏为显示器。硬件上由电源管理，通信模块，放大电路，以及单片机最小系统组成。算法上采用简洁稳定的快速傅立叶变换作为主要的核心算法，辅以自动增益控制，实现信号从时域到频域的变换。通过双色点阵屏显示，具有直观，清晰等特点。 1.引言 目前，由于频谱分析仪价格昂贵，学校里只有少数实验室配有频谱仪。 但是电子信息类教学，如果没有频谱仪辅助观察，同学们只能从书本中抽象理解信号的特征，严重影响教学实验效果。 正对这种现状，提出了一种基于STM32F1的简易频谱分析仪的设计方案，其优点是成本低，能够直观的反映信号在频域的特征。 2.系统方案 本设计采用STM32F1作为核心处理器，该处理器核架构ARM Cortex-M3，具有高性能、低成本、低功耗等特点。
主控板包括电源模块、红外通信模块、TDA2822放大模块等；信号经过放大电路放大之后，由芯片自带的ADC将模拟信号转换为数字信号，再由主控芯片对数字信号进行快速傅立叶变换，驱动双色点阵屏显示。 软件算法的核心容就是快速傅立叶变换。如下图为本设计总体框图。 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
↓ ↓ ↓ 3.系统硬件设计 针对前面提出的整体设计方案，本设计采取模块化策略,将各个功能部分开来设计，最后组合起来。 3.1 电源管理模块 系统的核心芯片为STM32F103，常用工作电压为3.3V，同时部的ADC 工作的参考电压也是3.3V，一般的外部电源的电压都为5V，要使系统正常工作，需要将5V的电源电压稳压到3.3V。常用的78系列稳压芯片已不再适用，必须选择性能更好的稳压芯片。 经综合考虑，本电路采用LM1117-3.3作为电源部分的核心芯片。外部电源5V输入LM1117-3.3稳压为3.3V。由于点阵屏显示部分的电流较大，但是不在我们主控板上，所以暂不做考虑。电路图如下。
DSP任意波形信号发生器毕业设计
目录 摘 要 (2) Abstract (3) 1 绪论 (4) 1.1概述 (4) 1.2选题的目的、意义 (4) 1.3 选题的背景 (5) 1.4 本文所研究的内容 (6) 2 波形信号发生器的原理及方案选择 (7) 2.1任意波形信号发生器的原理 (7) 2.1.1 直接模拟法 (7) 2.1.2 直接数字法 (7) 2.2 任意波形发生器的设计方案 (9) 2.2.1 查表法 (9) 2.2.2计算法 (9) 2.2.3传统方法 (10) 3 基于DSP 5416的任意波形信号发生器的软件设计 (12) 3.1 TMS320C5416的开发流程 (12) 3.2软件开发环境 (13) 3.3任意波形信号发生器的软件编程 (14) 3.3.1 计算法实现波形输出 (14) 3.3.2 D/A转换 (15) 3.3.3波形控制及软件设计流程图 (16) 3.4参数的设定 (18) 4 基于DSP 5416的任意波形信号发生器的硬件设计 (20) 4.1 TMS320VC5416开发板 (20) 4.2 TMS320VC5416实验箱的连接 (23) 4.3 波形信号发生器的硬件测试过程 (23) 5 任意波形信号发生器展望 (28) 结束语 (29) 致谢 (30) 参考文献 (31)
摘 要 任意波形发生器是信号源的一种，它是具有信号源所具有的特点，更因它高的性能优势而倍受人们青睐。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形），然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和试验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。 随着无线电应用领域的扩展，针对广播、电视、雷达、通信的专用信号发生器获得了长足的发展，表现在载波调制方式的多样化，从调幅、调频、调相到脉冲调制。如果采用多台信号发生器获得测量信号显然是很不方便的。因此需要任意波形发生器（Arbitrary Waveform Generator，AWG），使其能够产生任意频率的载频信号和多种载波调制信号。 目前我国已经开始研制任意波形发生器，并取得了可喜的成果。但总的来说，我国任意波形发生器还没有形成真正的产业。并且我国目前在任意波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。 本文主要工作分为以下几个方面：首先，介绍研制任意波形信号发生器的目的、意义、背景，以及利用CCS仿真工具用软件实现任意波形信号发生器的的过程 ；之后，对硬件的连接及测试结果作介绍；最后，简要的对任意波形信号发生器的未来作一下展望。 关键词：DSP，任意波形信号发生器,DDS
简易频谱分析仪课程设计
东北石油大学课程设计 2014年7月18 日
东北石油大学课程设计任务书 课程通信电子线路课程设计 题目简易频谱分析仪 专业姓名学号 主要内容、基本要求、主要参考资料等 主要内容： 设计一个测量频率范围覆盖为10MHz-30MHz，可根据用户需要设定显示频谱的中心频率和带宽，还可以识别调幅，调频和等幅波信号的简易频谱分析仪。基本要求： （1）频率测量范围为10MHz--30MHz； （2）频率分辨力为10kHz，输入信号电压有效值为20mV±5mV，输入阻抗为50Ω； （3）可设置中心频率和扫频宽度； （4）借助示波器显示被测信号的频谱图，并在示波器上标出间隔为1MHz 的频标。 主要参考资料： [1]谢家奎．电子线路(非线性部分)［M］．北京:高等教育出版社． [2] 张建华．数字电子技术［M］．北京:机械工业出版社． [3] 陈汝全．电子技术常用器件应用手册［M］．北京:机械工业出版社． 完成期限2014.7.14 — 2014.7.18 指导教师 专业负责人 2014年7 月14 日
摘要 系统利用SPCE061A单片机作为主控制器，采用外差原理设计并实现频谱分析仪：利用DDS芯片生成10KHz步进的本机振荡器，AD835做集成混频器，通过开关电容滤波器取出各个频点（相隔10KHz）的值，再配合放大，检波电路收集采样值，经凌阳单片机SPCE061A的处理，最后送示波器显示频谱。测量频率范围覆盖10MHz-30MHz，可根据用户需要设定显示频谱的中心频率和带宽，还可以识别调幅，调频和等幅波信号。 关键词：SPCE061A；DDS；频谱分析仪
基于DSP的液晶显示毕业设计
摘要 (3) Abstract (4) 第一章绪论 (5) 1.1 选题背景及研究意义 (5) 1.2 国内外发展现状及发展趋势 (6) 1.2.1 电动汽车发展现状及趋势 (6) 1.2 .2 液晶显示技术的发展及其应用前景 (7) 1.2.3数字信号处理器的发展及其应用前景 (8) 1.3本设计研究的主要内容 (9) 第二章系统设计方案 (10) 2.1 DSP软件开发工具简介 (10) 2.1.1 TMS320F2812 (10) 2.2 系统设计概述 (11) 2.3电动汽车几种传感器及其作用 (12) 第三章液晶与液晶显示 (14) 3.1 液晶与液晶显示器件 (14) 3.2 液晶显示器件的基本结构 (15) 3.3 典型的液晶显示器件 (16) 3.3.1 静态驱动段型液晶显示器件 (16) 3.3.2 动态驱动点矩阵型液晶显示器件 (17) 3.4.1 AXG19264 引脚介绍 (19) 3.4.2 图形液晶显示行驱动控制器HD61203U (19) 3.4.3 图形液晶显示列驱动控制器HD61202U (19) 3.4.4 HD61202U 的指令系统 (21) 第四章电动汽车液晶显示系统硬件设计 (24) 4.1 硬件设计分析 (24) 4.1.1 处理器直接访问方式 (24) 4.1.2 处理器间接访问方式 (24) 4.3 硬件设备的调试 (27) 4.4 DSP2812功能模块图 (28) 4.5 DSP与液晶模块硬件接口设计 (29) 4.6 保护电路 (29) 第五章电动汽车液晶显示系统软件设计 (31) 5.1 DSP软件系统开发环境介绍 (31) 2.1.2 CCS的组成 (31) 5.1.2 CCS环境下project的主要成员 (32) 5.2主程序的软件流程图 (34) 5.3软件调试的方法 (34) 第六章总结和展望 (36) 6.1 工作总结 (36) 6.2 后续工作展望 (36) 参考文献 (37) 附录 (38)
【目录】基于LABVIEW的虚拟频谱分析仪设计
【关键字】目录 目录 基于LABVIEW的虚拟频谱分析仪设计 1设计任务 1.1 技术要求 1）设计出规定的虚拟频谱分析仪，可对输入信号进行频域分析，显示输入信号的幅度谱和相位谱等 2）设置出各个控件的参数； 3）利用LabVIEW实现该虚拟频谱分析仪的设计； 4）观察仿真结果并进行分析； 5）对该虚拟频谱分析仪进行性能评价。 1.2 设计方案 虚拟频谱分析仪的设计包括以下三个步骤： 1) 按照实际任务的要求，确定频谱分析仪的性能指标。 2) 按照实验原理想好设计思路，并且完成电路图及程序，然后在前面板和程序流程图中实现。 3) 完成电路设计，运行程序并且检查，直至无误后观察仿真结果并且分心。
2基本原理 本设计采用的是数字处理式频谱分析原理，方法为：经过采样，使连续时间信号变为离散时间信号，然后利用LabVIEW的强大的数字信号处理的功能，对采样得到的数据进行滤波、加窗、FFT 运算处理，就可得到信号的幅度谱、相位谱以及功率谱。FFT的输出都是双边的，它同时显示了正负频率的信息。通过只使用一半FFT输出采样点转换成单边FFT。FFT的采样点之间的频率间隔是fs/N，这里fs是采样频率。FFT和能量频谱可以用于测量静止或者动态信号的频率信息。FFT提供了信号在整个采样期间的平均频率信息。因此，FFT主要用于固定信号的分析（即信号在采样期间的频率变化不大）或者只需要求取每个频率分量的平均能量。 在采样过程中，为了满足采样定理，对不同的频率信号，选用合适的采样速率，从而防止频率混叠。实际中，我们只能对有限长的信号进行分析与处理，而进行傅立叶变换的数据理论上应为无限长的离散数据序列，所以必须对无限长离散序列截断，只取采样时间内有限数据。这样就导致频谱泄漏的存在。所以利用用加窗的方法来减少频谱泄漏。由于取样信号中混叠有噪声信号，为了消除干扰，在进行FFT 变换之前，要先进行滤波处理。本设计采用了巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、椭圆（Ellipse）、贝塞尔（Bessel）等滤波器。 以下说明时域分析与频域分析的功能 1）信号的时域分析主要是测量尝试信号经滤波处理后的特征值，这些特征值以一个数值的方式来表示信号的某些时域特征，是对尝试信号最简单直观的时域描述。将尝试信号采集到计算机后，在尝试VI中进行信号特征值处理，并在尝试VI前面板上直观地表示出信号的特征值，可以给尝试VI的使用者提供一个了解尝试信号变化的快速途径。信号的特征值分为幅值特征值、时间特征值和相位特征值。 2）信号的频域分析就是根据信号的频域描述来估计和分析信号的组成和特征量。测量时采集到的是时域波形，但是由于时域分析工具较少，往往把问题转换到频域来处理。频域分析包括频谱分析、功率谱分析、相干函数分析以及频率响应函数分析。通过信号的频域分析，可以确定信号中含有的频率组成成分和频率分布范围；还可以确定信号中的各频率成分的幅值和能量；同时还能分析各信号之间的相互关系。 3建立模型 本设计中用LabVIEW中的信号发生控件来代替信号采集部分产生信号。整个系统的设计均由软件来仿真实现。 本设计的虚拟频谱分析仪由两个软件模块组成：信号发生器模块和频谱分析模块。处理过程如下：首先将信号发生模块产生的尝试信号送数字滤波器处理，滤除干扰噪声，然后分别进行时域分析、频域
频谱仪的简单操作使用方法
. R3131A频谱仪简单操作使用方法 一．R3131A频谱仪简介。 R3131A频谱仪是日本ADVANTEST公司的产品，用于测量高频信号，可测量的频率范围为9K —3GHz。对于GSM手机的维修，通过频谱仪可测量射频电路中的以下电路信号, （维修人员可以通过对所测出信号的幅度、频率偏移、干扰程度等参数的分析，以判断出故障点，进行快速有效的维修）： 1.手机参考基准时钟（13M,26M等）； 2.射频本振（RFVCO）的输出频率信号(视手机型号而异)； 3.发射本振（TXVCO）的输出频率信号（GSM:890M—915M;DCS:1710—1785M）； 4.由天线至中频芯片间接收和发射通路的高频信号； 5.接收中频和发射中频信号(视手机型号而异)。 面板上各按键（如图-1所示）的功能如下： A区：此区按键是其他区功能按键对应的详细功能选择按键，例如按下B区的FREQ键后，会在屏幕的右边弹出一列功能菜单，要选择其中的“START”功能就可通过按下其对应位置的键来实现。 屏幕亮度调节旋钮数值微调旋钮
A区 D区 E区 （图-1）连接测试探针端口 B区：此区按键是主要设置参数的功能按键区，包括：FREQ—中心频率； SPAN—扫描频率宽度；LEVEL—参考电平。此区中按键只需直接按下对应键输入数值及单位即可。 C区：此区是数字数值及标点符号选择输入区，其中“1”键的另一个功能是“CAL(校.. . ”-)，此功能要先按下“SHIFT(蓝色键”后再按下“1”键进行相应选择才起作用；“准)”是退格删除键，可删除错误输入。确ENTER(时间的单位，其中“Hz”键还有“频率、D区：参数单位选择区，包括幅度、电平、”的作用。认)，二功能选择键有键控制区，较常使用的“SHIFT”第：E区系统功能按”调用存储的设置信息键，SHIFT+CONFIG(PRESET)“RECALL”选择系统复位功能，“)”选择将设置信息保存功能。“SHIFT+RECALL(SA VE区：信号波形峰值检测功能选择区。F”扫描时SWEEP其他参数功能选择控制区，常用的有“区：BW”信号带宽选择及“G”是指显示屏幕从左边到右边扫描一次的时间。,“SWEEP间选择)-2所示。显示屏幕上的信息(如图参考电平线REF LEVEL=15dBm 输入预衰减值A TT=20dB 日期 参数数值每格代表峰值状态的电平SPAN=10MHz 10dB 902.4M-5M=897.4M 902.4M+5M=917.4M -2)
简易频谱分析仪
简易频谱分析仪[ 2005年电子大赛二等奖] 摘要：本设计以凌阳16位单片机SPCE061A为核心控制器件，配合Xilinx Virtex-II FPGA及Xilinx公司提供的硬件DSP高级设计工具System Generator，制作完成本数字式外差频谱分析仪。前端利用高性能A/D对被测信号进行采集，利用FPGA高速、并行的处理特点，在FPGA内部完成数字混频，数字滤波等DSP 算法。 SPCE061A单片机是整个设计的核心控制器件，根据从键盘接受的数据控制整个系统的工作流程，包括控制FPGA工作以及控制双路D/A在模拟示波器屏幕上描绘频谱图。人机接口使用128×64液晶和4×4键盘。本系统运行稳定，功能齐全，人机界面友好。 关键字：SPCE061A 简易频谱分析仪 一、方案论证 频谱分析仪是在频域上观察电信号特征，并在显示仪器上显示当前信号频谱图的仪器。从实现方式上可分为模拟式与数字式两类方案，下面对两种方案进行比较： 方案一：模拟式频谱分析仪 模拟方式的频谱仪以模拟滤波器为基础，通常有并行滤波法、顺序滤波法，可调滤波法、扫描外差法等实现方法，现在广泛应用的模拟频谱分析仪设计方案多为扫描外差法，此方案原理框图如图1.1：
图 1.1 模拟外差式频谱仪原理框图 图中的扫频振荡器是仪器内部的振荡源，当扫频振荡器的频率在一定范围内扫动时，输入信号中的各个频率分量在混频器中产生差频信号 （），依次落入窄带滤波器的通带内（这个通带是固定的），获得中频增益，经检波后加到Y放大器，使亮点在屏幕上的垂直偏移正比于该频率分量的幅值。由于扫描电压在调制振荡器的同时，又驱动X放大器，从而可以在屏幕上显示出被测信号的线状频谱图。这是目前常用模拟外差式频谱仪的基本原理。模拟外差式频谱仪具有高带宽和高频率分辨率等优点，但是模拟器件调试复杂，短期实现有难度，尤其是在对频谱信息的存储和分析上，逊色于新兴的数字化频谱仪方案。 方案二：数字式频谱分析仪 数字式频谱仪通常使用高速A/D采集当前信号，然后送入处理器处理，最后将得到的各频率分量幅度值数据送入显示器显示，其组成框图如图1.2： 图 1.2 数字式频谱仪组成框图
基于DSP的谱分析仪毕业设计
本科毕业设计论文基于DSP的谱分析仪设计 学生姓名： 班级：电自0913 学号： 指导教师： 所在单位：电气工程学院
答辩日期：2013年6月24日
摘要 随着计算机和微电子技术的飞速发展，基于数字信号处理的频谱分析已经应用到各个领域并发挥着重要作用。频谱分析仪对于信号分析来说是必不可少的，它可以利用频率对信号进行分析。频谱分析仪可应用于诸多领域，如通讯发射机以及干扰信号的测量，频谱的监测，器件的特性分析等，但各行各业对其性能要求也不尽相同。 本课题主要做了以下工作：首先，本文介绍了频谱分析仪的作用、课题背景、现状及发展趋势；然后，设计了以TI公司的定点数字信号处理器（DSP）TMS320VC5402为CPU的开发系统，包括复位电路、时钟电路、存储器扩展、电源模块、AD采样、DA单元、JTAG等的设计；由于CPU采用FFT算法，所以详细介绍了FFT的原理以及其在TMS320VC5402上的实现。最后，简要介绍了用于开发DSP的集成开发环境CCS。 关键词：TMS320VC5402；频谱分析；FFT；功率谱
Abstract With the rapid development of computer and microelectronics technology, spectrum analysis based on digital signal processing (DSP) has been applied to various fields and play an important role. A spectrum analyzer for the signal analysis is indispensable, it can make use of frequency analysis of signals. A spectrum analyzer can be applied to many fields, such as communication transmitter and the interfering signal measurement, spectrum monitoring, device characteristics analysis and so on, but in all walks of life to its performance requirements are also different. This topic mainly done the following work: first of all, this paper introduces the role of a spectrum analyzer, topic background, present situation and development trend; Then, designed by TI company's fixed-point digital signal processor (DSP) TMS320VC5402 as CPU development system, including the reset circuit, clock circuit, memory expansion, a power supply module, AD sampling, DA units, such as JTAG design; Due to the CPU adopts FFT algorithm, so the principle of FFT is introduced and its implementation on TMS320VC5402. Finally, this paper briefly introduces the integrated development environment CCS for the development of DSP. Keywords：TMS320VC5402；Spectrum analyzer；FFT；Power spectrum
音频频谱分析仪设计
信号处理实验 实验八：音频频谱分析仪设计与实现
一、实验名称：音频频谱分析仪设计与实现 二、实验原理： MATLAB是一个数据信息和处理功能十分强大的工程实用软件，其数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令。本实验可以用MATLAB进行音频信号频谱分析仪的设计与实现。 1、信号频率、幅值和相位估计 (1)频率(周期)检测 对周期信号来说，可以用时域波形分析来确定信号的周期，也就是计算相邻的两个信号波峰的时间差、或过零点的时间差。这里采用过零点(ti)的时间差T(周期)。频率即为f = 1/T，由于能够求得多个T值(ti有多个)，故采用它们的平均值作为周期的估计值。 (2)幅值检测 在一个周期内，求出信号最大值ymax与最小值ymin的差的一半，即A = (ymax - ymin)/2，同样，也会求出多个A值，但第1个A值对应的ymax和ymin不是在一个周期内搜索得到的，故以除第1个以外的A值的平均作为幅值的估计值。 (3)相位检测 采用过零法，即通过判断与同频零相位信号过零点时刻，计算其时间差，然后换成相应的相位差。φ=2π(1-ti/T)，{x}表示x的小数部分，同样，以φ的平均值作为相位的估计值。 频率、幅值和相位估计的流程如图所示。
其中tin表示第n个过零点，yi为第i个采样点的值，Fs为采样频率。 2、数字信号统计量估计 (1) 峰值P的估计 在样本数据x中找出最大值与最小值，其差值为双峰值，双峰值的一半即为峰值。P=0.5[max(yi)-min(yi)] (2)均值估计 式中，N为样本容量，下同。 (3) 均方值估计
频谱仪的简单操作使用方法
R3131A频谱仪简单操作使用方法 一．R3131A频谱仪简介。 R3131A频谱仪是日本ADV ANTEST公司的产品，用于测量高频信号，可测量的频率范围为9K—3GHz。对于GSM手机的维修，通过频谱仪可测量射频电路中的以下电路信号, （维修人员可以通过对所测出信号的幅度、频率偏移、干扰程度等参数的分析，以判断出故障点，进行快速有效的维修）： 1.手机参考基准时钟（13M,26M等）； 2.射频本振（RFVCO）的输出频率信号(视手机型号而异)； 3.发射本振（TXVCO）的输出频率信号（GSM:890M—915M;DCS:1710—1785M）； 4.由天线至中频芯片间接收和发射通路的高频信号； 5.接收中频和发射中频信号(视手机型号而异)。 面板上各按键（如图-1所示）的功能如下： A区：此区按键是其他区功能按键对应的详细功能选择按键，例如按下B区的FREQ 键后，会在屏幕的右边弹出一列功能菜单，要选择其中的“START”功能就可通过按下其对 （图-1） B区：此区按键是主要设置参数的功能按键区，包括：FREQ—中心频率； SPAN—扫描频率宽度；LEVEL—参考电平。此区中按键只需直接按下对应键输入数值及单位即可。 C区：此区是数字数值及标点符号选择输入区，其中“1”键的另一个功能是“CAL(校
准)”，此功能要先按下“SHIFT(蓝色键)”后再按下“1”键进行相应选择才起作用； “-”是退格删除键，可删除错误输入。 D 区：参数单位选择区，包括幅度、电平、频率、时间的单位，其中“Hz ”键还有“ENTER(确认)”的作用。 E 区：系统功能按键控制区，较常使用的有“SHIFT ”第二功能选择键，“SHIFT+CONFIG(PRESET )”选择系统复位功能，“RECALL ”调用存储的设置信息键，“SHIFT+RECALL(SA VE )”选择将设置信息保存功能。 F 区：信号波形峰值检测功能选择区。 G 区：其他参数功能选择控制区，常用的有“BW ”信号带宽选择及“SWEEP ”扫描时间选择,“SWEEP ”是指显示屏幕从左边到右边扫描一次的时间。 显示屏幕上的信息(如图-2所示)。 二．一般操作步骤。[“ ”表示的是菜单面板上直接功能按键，“ ” 表 示单个菜单键的详细功能按键（在显示屏幕的右边）]： 1） 按Power On 键开机。 2） 每次开始使用时，开机30分钟后进行自动校准，先按 Shift+7（cal ） ，再选择 cal all 键，校准过程中出现“Calibrating ”字样，校准结束后如通过则回复校准前状态。校准过程约进行3分钟。 3） 校准完成后首先按 FREQ 键，设置中心频率数值，例如需测中心频率为902.4M 的信
基于DSP的简易频谱分析仪设计
基于DSP的简易频谱分析仪设计 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：频谱分析DSP FFT 显示频率
The Simple Spectrum Analyzer Design Based on DSP Abstract We can’t 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; Transmission 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 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 analyzer using the FFT algorithm by DSP to show the frequency of the input waveform. Key word s: Spectrum Analyzer ; DSP; FFT ; Frequency Display
基于DSP的温度采集系统
电子与信息工程学院综合实验课程报告 课题名称基于DSP的温度采集系统
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
数字频谱分析仪设计论文
本科生毕业论设计 论文题目：数字频谱分析仪 姓名： 学号： 班级： 年级： 专业： 学院：机械与电子工程学院 指导教师： 完成时间：
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
史上最好的频谱分析仪基础知识(收藏必备)
频谱分析是观察和测量信号幅度和信号失真的一种快速方法，其显示结果可以直观反映出输入信号的傅立叶变换的幅度。信号频域分析的测量范围极其宽广，超过140dB，这使得频谱分析仪成为适合现代通信和微波领域的多用途仪器。频谱分析实质上是考察给定信号源，天线，或信号分配系统的幅度与频率的关系，这种分析能给出有关信号的重要信息，如稳定度，失真，幅度以及调制的类型和质量。利用这些信息，可以进行电路或系统的调试，以提高效率或验证在所需要的信息发射和不需要的信号发射方面是否符合不断涌现的各种规章条例。 现代频谱分析仪已经得到许多综合利用，从研究开发到生产制造，到现场维护。新型频谱分析仪已经改名叫信号分析仪，已经成为具有重要价值的实验室仪器，能够快速观察大的频谱宽度，然后迅速移近放大来观察信号细节已受到工程师的高度重视。在制造领域，测量速度结合通过计算机来存取数据的能力，可以快速，精确和重复地完成一些极其复杂的测量。 有两种技术方法可完成信号频域测量（统称为频谱分析）。 1．FFT分析仪用数值计算的方法处理一定时间周期的信号，可提供频率；幅度和相位信息。这种仪器同样能分析周期和非周期信号。FFT 的特点是速度快；精度高，但其分析频率带宽受ADC采样速率限制，适合分析窄带宽信号。 2．扫频式频谱分析仪可分析稳定和周期变化信号，可提供信号幅度和频率信息，适合于宽频带快速扫描测试。
图1 信号的频域分析技术 快速傅立叶变换频谱分析仪 快速傅立叶变换可用来确定时域信号的频谱。信号必须在时域中被数字化，然后执行FFT算法来求出频谱。一般FFT分析仪的结构是：输入信号首先通过一个可变衰减器，以提供不同的测量范围，然后信号经过低通滤波器，除去处于仪器频率范围之外的不希望的高频分量，再对波形进行取样即模拟到数字转换，转换为数字形式后，用微处理器（或其他数字电路如FPGA,DSP）接收取样波形，利用FFT计算波形的频谱，并将结果记录和显示在屏幕上。 FFT分析仪能够完成多通道滤波器式同样的功能，但无需使用许多带通滤波器，它使用数字信号处理来实现多个独立滤波器相当的功能。从概念上讲，FFT方法
DSP课程设计题目
《DSP原理及应用课程设计题目》 1、基于TMS320VC5402的DSP最小系统设计 要求： （1）绘制系统框图(VISIO)； （2）包括电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、存储器设计、JTAG接口设计等，用Protel软件绘制原理图和PCB图； （3）编写测试程序； （4）从理论上分析，设计的系统要满足基本的信号处理要求； （5）参考文献、论文格式规范。 2、基于TMS320VC5402的频谱分析系统设计（可作为毕业设计） 要求： （1）系统设计中，C5402完成数据处理，AT89S52单片机完成控制和显示，绘制出系统框图(VISIO)； （2）包括电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、A/D转换设计、电平转换设计、JTAG接口设计等，用Protel软件绘制原理图和PCB图； （3）给出程序流程图，设计频谱分析系统软件（C5402的数据处理软件、单片机的控制及显示软件）； （4）通过对系统的全面分析得出设计结论（被处理信号的频率范围、采用的信号处理算法等）； （5）参考文献，论文格式规范。
3、基于TMS320VC5402的FIR数字滤波器的设计 要求： （1）绘制系统框图(VISIO)； （2）包括电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、存储器设计、A/D转换设计、JTAG接口设计等，用Protel软件绘制原理图和PCB图； （3）给出所设计的FIR低通滤波器的技术指标，用MATLAB求解滤波器的参数并仿真； （4）给出程序流程图，编写程序，在CCS中完成仿真； （5）参考文献、论文格式规范。 4、基于TMS320VC5402的IIR数字滤波器的设计 要求： （1）绘制系统框图(VISIO)； （2）包括电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、存储器设计、A/D转换设计、JTAG接口设计等，用Protel软件绘制原理图和PCB图； （3）给出所设计的IIR滤波器的技术指标，用MATLAB求解滤波器的参数并仿真； （4）给出程序流程图，编写程序，在CCS中完成仿真； （5）参考文献、论文格式规范。