【電賽作品】復(fù)合頻率信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)（硬件及仿真電路、源碼、MATLAB算法驗(yàn)證等）

復(fù)合頻率信號(hào)頻率計(jì)電路功能概述：

        本文介紹了一種復(fù)合信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于TMS320F2808實(shí)現(xiàn)，用來檢測(cè)和重建復(fù)合頻率信號(hào)中的主次信號(hào)。該系統(tǒng)由計(jì)算模塊、重建模塊和通訊模塊組成。為了能在實(shí)時(shí)運(yùn)行中自適應(yīng)地確定采樣頻率，我們采取了“eCAP+AD”的方法，eCAP模塊記錄下整形后的復(fù)合信號(hào)的上升沿過零點(diǎn)時(shí)間值并估計(jì)出主頻率，從而使系統(tǒng)能自動(dòng)地選取合適的采樣頻率完成AD采樣過程。系統(tǒng)采用了4096點(diǎn)的FFT算法，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)0.25Hz的頻率分辨率，相對(duì)分辨率達(dá)到0.05%。

       該頻率信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)采用了頻譜校正方法，能高精度地計(jì)算出復(fù)合信號(hào)中的主次信號(hào)的頻率與幅值。計(jì)算結(jié)果通過SCI通訊模塊送入上位機(jī)顯示。當(dāng)DSP接收到上位機(jī)的信號(hào)重建指令時(shí)，則重現(xiàn)出所需的信號(hào)，此時(shí)ePWM實(shí)現(xiàn)AD芯片的功能。ePWM模塊產(chǎn)生的SPWM波送入外圍電路濾波后，得到所需的正弦信號(hào)。

測(cè)試結(jié)果表明本設(shè)計(jì)達(dá)到了設(shè)定的指標(biāo)，且有很好的精度和性能。

復(fù)合頻率信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成了設(shè)計(jì)要求中所提出的各項(xiàng)任務(wù)，系統(tǒng)所達(dá)到的指標(biāo)都超過了基本部分以及發(fā)揮部分的設(shè)計(jì)指標(biāo)。

具體說明如下：

(1) 利用設(shè)計(jì)的硬件電路完成外部信號(hào)的疊加、偏置、限幅、整形以及輸出信號(hào)的濾波等；

(2) 主次信號(hào)的測(cè)量范圍20Hz~20KHz；若延長測(cè)量時(shí)間，主次信號(hào)的測(cè)量范圍可達(dá)到0.25Hz~20KHz；

(3) 復(fù)合信號(hào)頻率分辨率最高可達(dá)0.05%，即可分辨出的主信號(hào)與次信號(hào)頻率差為主信號(hào)的0.05％，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)要求中的10%指標(biāo)；

(4) 可以準(zhǔn)確地檢測(cè)出主信號(hào)與次信號(hào)的頻率值（幾乎達(dá)到零誤差），在未發(fā)生頻譜混疊情況下，主次信號(hào)的幅值的檢測(cè)誤差在0.5%之內(nèi)；若頻譜混疊使得次信號(hào)幅值被主信號(hào)展寬的頻譜所掩蓋，此時(shí)仍能準(zhǔn)確檢測(cè)出主次信號(hào)的頻率值，主信號(hào)的幅值誤差在5%以內(nèi)；

(5) 利用DSP內(nèi)部PWM發(fā)生器以及外部濾波器實(shí)現(xiàn)了主信號(hào)重建以及主次信號(hào)的同時(shí)重建；重建信號(hào)的頻率誤差在1.5%以內(nèi)，幅值誤差在7%以內(nèi)；

(6) 通過串口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與DSP之間的通訊，上位機(jī)發(fā)出指令實(shí)時(shí)控制DSP，DSP檢測(cè)的主、次信號(hào)頻率和幅度測(cè)量結(jié)果輸入至上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)刷新顯示。

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