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

基于TMS320F2812的复合频率信号频率计ALTIUM设计原理图+PCB+软件源码+论文文档资料，硬件采用2层板设计，板子大小为104*93mm，AD设计的工程文件，包括完整的原理图和PCB文件，可以做为你的学习设计参考。 1 引言 在工业测量中，被测信号往往是含有多个频率参数的复合信号，并且在测定过程中，由于环境因素、仪器自身等影响，不可避免地含有噪声，因此，如何准确分辨出复合信号的不同频率成分，对工业测量具有重要的现实意义。 对于单频率测量，主要采用的方法有：直接测频法，直接测周法，组合法，倍频法和高精度多周期测量法。而对于复合频率信号，以上方法均无法准确分辨出不同的频率成分。 数字信号处理技术的发展为复合频率信号的测量提供了强有力的工具。经典的谱分析算法可以在频域对不同频率成分的信号进行分析；高速的数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)具有高速处理和运算能力，为算法的实时实现提供了保证。本设计基于美国德州仪器(TI)公司TMS320F2812 DSP，充分利用DSP片上丰富的外设资源并搭建外围输入输出电路，采用频谱分析算法实现对复合频率信号的频率和幅值的测量。 2 系统方案 本设计的主要任务是测量两个正弦信号的叠加信号 ， 其中，x1是主信号，幅值为 V(偏置为0V)，频率为：20-20kHz；x2是次要信号，幅值为主信号的1/4-1/6,频率为：20-20kHz； 为了完成以上任务，系统方案设计如下。 2.1总体介绍 利用外部信号源和自制的加法电路得到叠加的正弦信号。频率测量系统主要由信号调理电路、DSP模块、电源管理模块、通讯模块和信号重建电路组成，实现叠加的正弦信号不同频率成分幅值和频率的准确测量和重建。 由信号发生器的两个通道分别产生满足幅值和频率要求的主信号和次信号，通过放大器跟随输出实现阻抗匹配及隔离作用，经由放大器OPA2134搭建加法电路叠加，产生频率范围为20~20KHz复合频率信号。利用DSP片内12位AD模块采集复合信号，为了保证AD采样精度，利用数字电位器AD5259实现输入信号幅值分段放大并且叠加1.5V直流偏置，使得输入信号尽可能接近ADC满量程。为了进一步提高AD采样的精度，使用外部基准源并且在软件部分采用过采样法；基于TMS320F2812高速运算的特点，利用频谱分析算法分辨主次信号，测量出信号的频率和幅值，同时采用频谱校正算法修正非整周期采样的误差，以提高频率和幅值测量精度；最后通过SCI串行通讯将测量结果送至上位机显示，显示刷新时间为1s。根据测量出的信号频率和幅值，利用TMS320F2812片内PWM模块和外部滤波电路重建主信号和次信号，为了提高信号重建的精度，利用开关电容滤波器TLC04实现程控滤波器。 2.2信号频率及幅值测量原理 叠加的主次信号经过采样后成为离散序列，用快速傅里叶变换（FFT）将信号由时域变换到频域中进行分析。由于叠加前的输入信号都为正弦信号，根据离散序列选频性可知，频域上幅值最大的点的幅值和频率对应主信号的幅值和频率，幅值大小次之的点对应次信号。因此可以求出主次信号频率和幅值。