基于單片機的音頻信號分析儀_畢業設計論文-資料下載頁

　　

【正文】 中的 P，可表示為： p=j*2mL 其中 j=0， 1， 2， ...，（ 2L11） （ 315） 21 第四章 系統測試方案與預測結果 測試方案 功率測試方案 ： 給信號接入一個 電阻 負載，由 P=U2/R 可知， 由一 個五位半的電壓表，測得電壓，即可以得到功率的理論值。 測試電路 信號疊加電路采用反向求和電路，將 2路信號求和后輸出，以便系統對多 路信號進行測試，運放采用高精密、低噪聲的 op07。 83267451U1ADOP07AQ1KR11KR21KR31KR4C1C3+5V5V10UFC210UFC4V1 V2V0 圖 疊加電路 兩路信號總功率測量 由于實驗室提供的能夠模仿音頻信號的且能方便測量的信號只有正弦信號，所以我們用信號發生器產生的兩路信號通過疊加電路，然后進行測量，發現總功率相對誤差的絕對值都小于 5% 表 兩路信號總功率測量 單個頻率分量測量 頻率（ Hz） 信號總功率 最大功率 次大功率 測量總功率 誤差 f1=10k,f2=9k % f1=1k,f2=3k % f1=200,f2=100 % f1=30,f2=20 % 22 單個頻率分量測試時，峰峰值為 100mV 的電壓信號測試的功率的誤差明顯大峰峰值為 的電壓信號，但整體誤差都在 10%內，能滿足系 統要求。 表 單個頻率分量測量結果 誤差分析 本系統誤差 ,經分析可見由以下幾部分組成 :○ 1 數據后期處理計算誤差 。○ 2 A/D轉換器量化誤差 。③ FFT 運算頻譜泄露誤差 。④ 顯示誤差。上述誤差中 ① 項誤差主要由計算引入。對此部分誤差 ,通過反復測量 ,最終通過軟件進行修正。 ② 項誤差由 A/D 量化的誤差 ,以及通道噪聲引入。 ③ 項誤差由于對數據進行加窗取樣 ,產生截斷效應造成。當取樣時間不為周期信號整數倍時經 FFT 后其頻率分量將泄 漏 . ④ 項誤差是因為 LCD 屏幕大小有限 ,分辨力不夠 ,顯示時可能造成觀察上的微小誤差。 電壓峰峰值 頻率 實際功率 測量功率 誤差 10K % 1K % 100 % 1V 10K % 1V 100 % 100mV 1K % 100mV 100 % 23 結 論 基于本次設計，通過我不懈的努力和老師同學熱心的幫助，終于初見成果，實現了要求的一些基本功能，例如系統頻率分辨率能達到 100Hz，能 檢測輸入信號的總功率和各頻率分量的頻率和功率， 由于本人水平實在有限， 以 5 秒周期刷新分析數據，信號各頻率分量應按功率大小依次存儲并可回放顯示檢測輸入信號的總功率和各頻率分量的頻率和功率 的要求實現不了。 在本次畢業設計 過程中，我深切體會到，理論聯系實際的重要性。本次設計是 對我四年所學知識的一次綜合性檢測和考驗，無論是動手能力還是理論知識運用能力都得到了提高，同時加深了我對網絡資源認識，大大提高了查閱資料的能力和效率，使我有充足的時間投入到電路設計當中。 24 致 謝 大學四年學習時光已接近尾聲，在此我想對我的母校，老師，同學表達我由衷的謝意，感謝我的家人對我學業的默默支持，感謝我的母校給了我在大學三年深造的機會，讓我能繼續學習和提高，感謝老師和同學三年來的關心和鼓勵，老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨，同學們在學習中 的認真熱情，生活中的熱心主動，所有這些讓我四年的大學充滿了感動。 這次畢業設計得到了很多老師和同學的幫助，其中我的論文指導老師李響老師對我的關心和支持尤為重要，每次遇到難題，我最先做的就是李老師尋求幫助，李老師也總是很耐心的給我講解，幫我想解決問題的方法，李老師平日工作繁多，但是我做畢業設計的每個階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，論文格式修改調整各個階段都給予了我悉心的指導，在此謹向李老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 同時畢業論文的寫作也得到了王龍飛，解振方等同學的熱情幫助，感謝在整個畢業設計期間和我 密切合作的同學，對曾經給予過我幫助的伙伴們，在此，我再一次真誠向幫助過我的老師和同學表示感謝！ 25 參考文獻 [1]鄭君里 .信號與系統 .北京： 高等教育學出版社， 2020. [2]陳后金 .數字信號處理 .北京： 高等教育出版社， 2020； [3]童詩白 .模擬電子線路基礎 .北京： 高等教育出版社社， 2020； [4]閻石 .數字電子技術基礎 .北京：高等教育出版社， 1997； [5]張曉麗 .數據結構與算法 .北京：機械工業出版社， 2020； [6]馬忠梅 .ARMamp。Linux 嵌入式系統教程 .北京：北京航空航天大學出版社， 2020； [7]張毅剛 .單片機原理及應用 .北京：高等教育出版社， 2020； [8]譚浩強 .C 程序設計教程 .北京： 清華大學出版社， 2020。 [9] 張靖武，周靈彬 .單片機原理、應用與 PROTEUS 仿真 .北京：電子工業出版社 2020； [10]張大明 .單片機控制實訓指導及綜合應用實例 .北京： 機械工業出版社， 2020 [11]楊欣 .51 單片機應用從零開始 .北京： 清華大學出版社 .2020 26 附 錄 附 A：元器件明 細表 ： LPC2148 AD620 ADS7819 液晶 320*240 附 B：儀器設備清單 TDS1002數字示波器 ESCORT 3146A 152 位數字萬用表 GFG8216A低頻函數發生器 DF1731SB2A直流穩壓電 源 27 附 C：系統電路圖 567B84U?BLF353D2KR21KR4Res22KR11KR3Res2C322nFC522nFC122nFC622nFC2C412v12v231A842ALF353Dsign in100pFC1130pFC13100pFC7Cap100R6100R7100R10100R11Res2100R5Res2100R812345678U?AD620AN+5v5v12345678U?AD620AN526R9+5v5vS1SW DPDT100R21IN1AGND12REF3CAP4AGND25D116D107D98D89D710D611D512D413DGND14V+28VD+27V26BUSY25CS24R/C23DGND22VD+21V+20NC19D018D117D216D315U?ADS7819U100pFC9100pFC10100pFC8+5v5vAFCLOCK8143211ALM358D8143213ALM358D1100R12Res2+5V5V100R1312JP2HEADER 2100R14D11D+101921353738394145464753542255125891314261517272930313334161284484440363228246460565220RESET57RTXC13RTXC25VBAT49VDD23VDD43VDD51VDDA7VREF63VSS6VSS18VSS25VSS42VSS50VSSA59XTAL162XTAL261LPC2148FBD64+5VVCCAF30pFC1412Y1100R15100pFC12VCCVssVddVoRSR/WEDB0DB1DB2DB4DB5DB7DB6DB82345678910111213141*LCM5VCABDEFGHIJKDEFHIJKGABS3 SWPBS2 SWPBS6 SWPBS4 SWPBS5 SWPB200R16200R17200R18200R19200R20VCC+12v12v5v 圖 系統電路圖 28 附 D：程 序清單 /////////////FFT 子程序 ////////////////// include include define pi int count[]={1,2,4,8}。 float cos_tab[4],sin_tab[4]。 /****************************************************** **基 2 碟形算法 **dataR采樣點的實部的指針 **dataI采樣點的虛部的指針 **n點數的冪指數 **0,1,2,3,4 分別對應者點數 **1,2,4,8,16 **FFT 為轉換函數 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////*/ void FFT(float *dataR,float *dataI,int n) 29 { int i,L,j,k,b,p,xx,qq。 int x[3]={0}。 float TR,TI,temp。 float 。 //////////////////////////////////位倒置 //////////////////////////////////////////////////// for(i=0。icount[n]。i++) { xx=0。 for(j=0。jn。j++) x[j]=0。 for(j=0。jn。j++) {x[j]=(i/count[j])amp。0x01。} for(j=0。jn。j++) {xx=xx+x[j]*count[nj1]。} dataI[xx]=dataR[i]。 } for(i=0。icount[n]。i++) { dataR[i]=dataI[i]。 dataI[i]=0。 } ////////////////////////////////////蝶形運算 ///////////////////////////////////////