基于TMS320F2808数字音频扫频仪.doc

基于TMS320F2808的数字音频扫频仪 目录 摘要 4 引言 4 1 系统指标 5 2 系统方案 7 2.1 方案介绍 8 2.2 方案分析 8 3 系统工作原理 8 3.1 信号发生单元 8 3.1.1 PWM模块简介 9 3.1.2 等面积PWM法 9 3.1.3 正弦逼近算法 11 3.1.4 扫频步进精度 13 3.2 信号接收单元 13 3.3 数据处理单元 14 3.3.1 多次测量求均值算法 14 3.3.2 单频点DCT算法 16 3.4 控制显示单元 16 4 系统硬件设计 17 4.1 DSP电源模块 18 4.2 ADC参考电平模块 19 4.3 信号调理1 20 4.4 信号调理2 20 4.5 SCI通信电路 21 4.6 带阻网络模块 21 4.7 实际制作电路板图示 22 5 系统软件设计 23 5.1 总体框图 23 5.2 初始化 23 5.3 中断 24 5.4 控制调度 25 5.4.1 全局流程图 25 5.4.2 DSP各模块运作流程 26 5.4.3 PC机上串口通信的软件设计 27 5.5 Iqmath库 28 5.5.1 Iqmath简介 28 5.5.2 Iqmath原理 28 6 测试结果 28 6.1 测试场景 29 6.2 关键点测试 29 6.3 系统实测 32 6.3.1 测试流程 32 6.3.2 训练结果 32 6.3.3 测试结果及分析 33 参考文献 35 附录文档 36  图 1数字扫频仪组成框图 5 图 2比较单元和PWM电路产生的非对称PWM波形(x=1,2,3,4,5,6) 9 图 3 PWM模拟正弦波原理图 9 图 4信号在目的信号上的分量随采样点变化图示（） 12 图 5 ADC模块框图 14 图 6 SCI模块框图 17 图 7 DSP电源系统 18 图 8 DSP供电图示 18 图 9 ADC参考电平设计 19 图 10信号调理1 20 图 11信号调理2 20 图 12 SCI通信电路 21 图 13带阻网络 22 图 14实际制作电路板 22 图 15系统总体框图 23 图 16全局流程图 25 图 17 PWM模块流程图 26 图 18 ADC模块流程图 图 19 SCI模块流程图 27 图 20测试场景图示 29 图 21 PWM波形及滤波后正弦波形 30 图 22 带阻网络输入输出2kHz左右信号 30 图 23带阻网络输入输出10kHz左右信号 31 图 24带阻网络输入输出20kHz左右信号 31 图 25两个低通滤波器理论幅频特性 32 图 26实测训练幅频特性（5次扫频） 33 图 27带阻网络理想幅频特性 33 图 28示波器实测带阻网络幅频特性 34 图 29本系统实测带阻网络幅频特性（1次测量） 34 图 30本系统实测带阻网络幅频特性（5次测量） 35 表 1扫频仪系统参数 6 表 2带阻网络参数 6 表 3陷波器补偿算法参数 7  摘要： 本设计采用TMS320F2808 DSP芯片，制作了一台音频频率数字扫频仪，能够测量未知网络音频范围内的幅频特性。该系统具有良好的可扩展性，关键系统参数软件可调，并可通过算法设计实现相频特性的测量，同时小巧灵活，具有实时性强，精度高的特点。用户可以通过PC机上友好的用户界面方便灵活地控制整个系统的工作，查看数据及观察测试曲线。 关键词： 数字扫频仪，DSP Digital Audio Sweep Generator based on TMS320F2808 Xu Li Fei Wang Huanhuan Sun (School Of Information Science and Technology, University of Science and Technology of China) Abstract: The digital audio sweep generator is designed with TMS320F2808 DSP chip to measure the amplitude-frequency characteristic of unknown systems. Besides, the system can also be developed to measure the phase-frequency characteristic by adjusting the key parameters of software. The sweep generator is able to implement high real-time and precision measurements separated from t