基于TMS320F2808 DSP设计的复合频率信号频率计MULTISIM仿真+WORD论文文档.zip

基于TMS320F2808 DSP设计的复合频率信号频率计MULTISIM仿真+WORD论文文档, 1 引言 混合信号检测在信号处理领域中占有重要的地位。在故障检测、电谐波信号测量、噪声监测等应用场合中，人们都需要通过特定的算法对混合信号的频率、幅值或者其他信号特征量进行测量，从而实现对信号的进一步处理。现实中的信号一般都是多频率的混合信号，单频信号的测量方法并不适用，此时就需要使用数字信号处理方法。 在数字信号处理算法中，傅里叶变换是是用于混合信号测量的经典而有效的方法，它将信号的时域信息转换成频域信息，通过对频谱图的分析，计算出信号的频率、幅值、相位等特征量。本课题中，要求对含有两个频率的复合信号分别检测出主次信号的频率与幅值，我们采用了快速傅里叶变换（FFT）算法作为基本的处理算法，选用TI高性能的DSP芯片设计了完整的复合信号检测系统，实现了复合信号的准确测量以及重建。 2 系统指标 本系统完成了设计要求中所提出的各项任务，系统所达到的指标都超过了基本部分以及发挥部分的设计指标，具体说明如下： (1) 利用设计的硬件电路完成外部信号的叠加、偏置、限幅、整形以及输出信号的滤波等； (2) 主次信号的测量范围20Hz~20KHz；若延长测量时间，主次信号的测量范围可达到0.25Hz~20KHz； (3) 复合信号频率分辨率最高可达0.05%，即可分辨出的主信号与次信号频率差为主信号的0.05％，远高于设计要求中的10%指标； (4) 可以准确地检测出主信号与次信号的频率值（几乎达到零误差），在未发生频谱混叠情况下，主次信号的幅值的检测误差在0.5%之内；若频谱混叠使得次信号幅值被主信号展宽的频谱所掩盖，此时仍能准确检测出主次信号的频率值，主信号的幅值误差在5%以内； (5) 利用DSP内部PWM发生器以及外部滤波器实现了主信号重建以及主次信号的同时重建；重建信号的频率误差在1.5%以内，幅值误差在7%以内； (6) 通过串口实现上位机与DSP之间的通讯，上位机发出指令实时控制DSP，DSP检测的主、次信号频率和幅度测量结果输入至上位机进行实时刷新显示。 3 系统设计方案 3.1 总体介绍 题目中要求测量混合正弦信号的幅值与频率，须使用到数字信号处理方法。我们选择经典的FFT（快速傅里叶变换）算法作为整个设计的基本处理方法。外围两路正弦信号通过信号叠加电路与偏置电路，经DSP的AD采样后送入DSP进行处理。整个系统由外围信号调理电路、DSP处理及运算单元、DSP与PC机通信单元、PWM滤波电路等组成，相应的总体设计图如下所示。 图 1 系统整体设计图 系统的硬件主要包括信号调理电路（整形、放大、输入滤波等）、通讯电路、输出滤波电路等外围硬件电路，实现混合信号测量及重现的整个功能。 系统的软件用来实现对信号的采样、信号运算、SPWM波形生成等。系统软件设计中主要有三个关键问题：一是