在MSP430F1611上 实现周期图谱分析及校正

5 算法测试
为了验证算法的实时性和正确性，通过信号发生器产生标准信号送入所研制的基于MSP430f1611为核心的处理系统，对算法进行了全面的测试。
(1)测试算法运行时间
测试对2 048点数据进行功率谱估计所需要的总时间。预先设置MSP430F1611单片机的P5．4引脚为普通I／O，且为输出方式，接着，循环执行FFT运算和功率谱估计程序，且每次开始FFT计算和功率谱估算前，将P5．4输出电平翻转，因此P5．4输出的相邻两次翻转电平的时间间隔就是FFT运算和功率谱估计的总时间。通过数字存储示波器观测P5．4引脚输出的信号波形，如图4所示。

每次高低电平翻转的时间间隔约为500 ms，即对2 048点数据进行功率谱估计总共需要500 ms。
(2)测试算法计算精度
由于FFT运算的最大误差发生在非整周期采样时，所以，选择这些最大误差点来进行测试。由于泄漏误差，信号基频表示为
f0=(k+d)fs／N (7)
式(7)中，k为整数，d为小数(定义d为泄漏误差系数)。由于泄漏误差不超过频率分辨率的二分之一，所以|d|≤O．5。当d=O时，即为整周期采样情况；当d=O．5时，就是最大非整周期采样的地方。因为所研制的基于FFT的频谱分析方法将应用于数字涡街流量计，在此，针对气体40口径频率范围为69～1 380 Hz，设定采样频率为3 717．472 199 Hz，数据点数为2 048，选择不同的k值得到不同的频率信号，由信号发生器产生幅值为60 mV的这些信号，送入两线制涡街流量计信号处理系统低通滤波器前端，然后经过预放大电路和低通滤波电路后，送入MSP430F1611进行频率估计。