基于stm32的頻譜分析儀的設(shè)計

河北科技大學(xué) 趙 雪 陳國通 馬忠強

基于stm32的頻譜分析儀的設(shè)計

河北科技大學(xué) 趙 雪 陳國通 馬忠強

提出一種以STM32F407為核心，主要采用FIFO來做高速緩存的方案。高速信號先通過AD采樣，然后先將采樣后的數(shù)據(jù)給FIFO先緩存處理，然后再通過STM32F407進行加Blackman預(yù)處理，再做1024個點FFT進行頻譜分析，最后將數(shù)據(jù)顯示在LCD12864上，以便進行人機交互。該設(shè)計可實現(xiàn)任意波形信號的頻譜顯示，可以自動尋找各諧波分量的幅值，頻率以及相位并進行8位有效數(shù)據(jù)顯示。由于成本較低，具有一定的應(yīng)用價值。

stm32F407；FFT；頻譜分析；AD采樣

1 引言

近年來，頻譜分析儀在汽車，通信信號處理，工業(yè)制造等各行各業(yè)已成為一種非常有用的工具。一般用示波器觀察一個信號的波形。幅度、頻率等，但對于復(fù)雜信號的一些信息無法僅通過波形，幅度，頻率獲取。如果由時域轉(zhuǎn)至頻域，就能觀察到各個頻率點上的功率幅度大小分布情況。

頻譜分析儀按照原理分為模擬和數(shù)字頻譜分析儀。隨著時代的發(fā)展，工程應(yīng)用復(fù)雜化，產(chǎn)品更新更快，對于頻譜分析儀的精度要求更高，處理速度要求更快，傳統(tǒng)的模擬頻譜分析儀由于體積龐大，功能單一，價格昂貴已不適應(yīng)時代需求，正逐步向數(shù)字頻譜分析儀發(fā)展[1]。目前實現(xiàn)信號的頻譜分析儀的主要方法有：采用通用數(shù)字信號處理芯片實現(xiàn)、采用專用DFT/FFT芯片與DSP芯片實現(xiàn)和采用FPGA實現(xiàn)[3]。

本文提出一種利用ARM Cortex M4內(nèi)核的STM32作為數(shù)據(jù)處理核心，控制整個頻譜分析系統(tǒng)的設(shè)計方案。本系統(tǒng)由前置匹配放大電路，AD采樣電路，高速FIFO緩存電路，以及液晶顯示電路組成。……