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基于Microchip的音频信号分析仪的设计

时间:01-12 来源:互联网 点击:

性判定子程序流程图如图5所示。

2.3 FFT变换

由于直接傅里叶变换的计算量与子样本点数N的平方成正比,在N较大时,计算量太大,不适合在资源有限的嵌入式系统中实现。所以最常用基2 FFT算法,其主要思想是将N点直接傅里叶变换分解成多个较短的直接傅里叶变换,再利用旋转因子的周期性、对称性,在很大程度上节省了系统资源。

MPLAB C30 C编译器内部提供了几乎全部的数字信号处理软件工具,通过DSPIC30F系列微处理器,只需调用Microchip公司提供的库函数,即可方便的实现数字信号处理。对于基2 FFT变换来说,其软件流程图如图6所示。

  2.4 特征值提取

对频域分析起决定作用的量包括采样频率、采样点数。通过FFT变换,得到离散化的幅度谱X(k),先将离散化的幅度值平方,再除于子样本点数N,就可得到该频率点对应的功率值(功率=X(k)*X(k)/N)。

3 结 语

系统的主要性能指标为:输入阻抗50 Ω;输入信号电压范围(峰-峰值)100 mV~5 V;输入信号包含的频率成分范围为200 Hz~10 kHz;频率分辨力为100Hz(可正确测量被测信号中,频差不小于100 Hz的频率分量的功率值);输入信号的总功率和各频率分量的功率,检测出的各频率分量的功率之和不小于总功率值的95%;各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%,总功率测量的相对误差的绝对值小于5%;以5 s周期刷新分析数据,信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示,同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值,并设暂停键保持显示的数据。基于DSP单片机技术的音频信号分析具有性能稳定、电路简单、速度快、成本低、体积小的特点,适用于需要音频信号分析的嵌入式系统中,可以在更多领域进一步推广和应用,如环境监测、语音识别、智能系统的控制等。

参考文献:

[1].Microchipdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/Microchip_1097736.html.
[2].DSPIC30F6014Adatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/DSPIC30F6014A_1101703.html.
[3].OP07datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/OP07_950754.html.
[4].AN6datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/AN6_1104961.html.
[5].DSPIC30Fdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/DSPIC30F_268682.html.

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