音频信号分析仪设计

基于离散傅里叶变换原理,以单片机和可编程逻辑器件FPGA构成的最小系统为控制核心,由前级信号调理模块、抗混叠滤波模块、AD637检波模块、A／D采样模块等模块构成。采用数字信号处理技术．在FPGA内部完成了2048点的浮点型FFT计算,能准确判断频率成分在20Hz～10kHz、幅值范围在0．1mV-10V的输入信号的功率谱及其总功率,频率分辨力最高可达10Hz,并能分析正弦信号的失真度。系统对待测量5s刷新一次并可实时显示。另外还增加了掉电存储回放显示及信号频谱显示的功能。     

基于DDS的网络导纳分析仪设计

以单片机89S52和FPGA为控制核心,采用数字频率合成技术(DDS)产生正弦信号,信号频率范围100Hz～10kHz,步进100Hz可调。通过后级滤波和放大,将信号输出电压峰-峰值稳定在1V。网络的响应经I/V转换电路后,进行幅值和相位的测量,从而实现了对未知网络导纳模、导纳角、电导和电纳分析的功能。系统增加了量程自动切换和网络导纳频率特性曲线显示的功能,采用矩阵键盘和点阵式液晶显示器,人机界面友好,操作简单方便。     

基于单片机和FPGA的频率特性测试仪

介绍基于89S51单片机和FPGA的频率特性测试仪的设计。该系统设计利用DDS原理由FPGA经D/A转换产生扫频信号,再经待测网络实现峰值检测和相位检测,从而完成了待测网络幅频和相频特性曲线的测量和显示。经过调试,示波器显示待测网络频率范围100 Hz～100 kHz的幅频和相频特性曲线,该系统工作稳定,操作方便。     

周期信号波形识别及参数测量装置的设计与实现

文章所设计测量装置采用的控制系统是STM32F103C8T6 32位单片机,各种波形经过零比较和放大电路处理后,由控制系统的ADC模块采集波形数据,通过各种算法的运算,用OLED屏将波形显示出来。该测量装置能够识别出给定信号的波形类型(包括正弦波、三角波、矩形波),能够测量信号的参数(包括峰峰值、频率、周期、占空比等),还能够识别50 mV～10 V电压以及1 Hz～50 kHz频率范围内的正弦波、三角波和矩形波。     

多功能计数器的设计

该系统由单片机89S52控制模块,程控宽带放大模块,整形模块,FPGA内频率、相位差测量模块等构成,采用等精度测频法测出频率和周期,可测量有效值为0.01～5 V,频率范围1 Hz～20 MHz信号的频率、周期信号,精度高达10-6。采用计数法测量相位差,该系统可测量有效值0.5～5 V,频率10 Hz～100 kHz信号的相位差,精度为1°。系统功能由按键控制,测量结果实时显示,人机界面友好。     

基于AD9850的多功能信号源设计

AD9850以芯片为多功能信号源频率合成核心,以单片机(89C52)为控制和数据处理核心,实现了正弦波、方波及AM、FM、ASK、FSK、PSK等调制波形的产生和输出。结合键盘和显示部分,实现了任意频率值的选择和显示,构成了一个完整实用的信号发生器。该信号发生器可在10 Hz～40 MHz范围内实现任意频率的输出,步进值和输出幅值可调。经过对系统的最终测试与实验数据分析表明,该系统具有稳定性好、精度高、且范围宽等优点。     

基于FPGA与单片机的等精度频率计的设计

根据等精度测量原理,设计了一种基于FPGA和单片机的等精度频率计。系统主要包括信号预处理电路、单片机控制电路、FPGA测频电路和显示电路等。被测频率信号和标准频率信号经过整形放大处理后输入FPGA．单片机控制FPGA对两路信号进行计数并读取测频数据,单片机将读取的测频数据经过运算处理后显示。测试结果表明,该频率计实现了整个频率测量范围内的测量精度相等,测量精度高,稳定性好。     

多功能计数器的设计

该系统由单片机89S52控制模块,程控宽带放大模块,整形模块,FPGA内频率、相位差测量模块等构成,采用等精度测频法测出频率和周期.可测量有效值为0.01～5 V,频率范围1 Hz～20 MHz信号的频率、周期信号,精度高达10-6.采用计数法测量相位差,该系统可测量有效值0.5～5 V,频率10 Hz～100 kHz信号的相位差,精度为1°.系统功能由按键控制,测量结果奕时显示,人机界面友好.     

基于波长调制法的氢气激光检测参数优化分析

基于仿真平台,搭建了TDLAS氢气检测系统,对4 712.905 cm＿1处的吸收光谱进行调制并利用锁相放大器提取出二次谐波信号。通过比较不同激光调制参量对二次谐波信号波形的影响进而选取最佳参数,调制幅度参量取值范围为0.1～0.35 V,观测二次谐波波形,结合波峰和波形对称性两个评估条件,确定最佳调制幅度为0.25 V。调制频率参量取值范围0.5～30 k Hz,结合二次谐波信号幅值和对噪声的抑制效果两个评估条件,选取调制频率为10 k Hz。结果表明,通过激光调制参量的优化选择可以获得更理想的二次谐波信号。该研究为开展氢气激光检测TDLAS系统调制参数的选取提供了理论依据,对改善实际应用中系统测量精度提供理论指导。     

基于单片机的数字频率计设计

设计了一款基于单片机的数字频率计。电路有信号整形、信号分频、单片机控制及显示模块等部分组成。实现对周期信号的频率测量,测量结果在LCD显示器上显示。测试幅度在0.5V～5V;测试频率在1Hz～1MHz;测量误差≤0.1%。     

能量重心法在机载选呼系统解码中的应用

为提高机载选呼系统解码正确率,提出了基于能量重心法的机载选呼解码算法。通过能量重心法校正选呼信号频率及幅值的估值,降低频谱泄露及栅栏效应的影响,并设计解码状态机完成解码过程。通过对高噪声环境下的仿真和某型飞机实验室试验验证算法有效性和实用性,结果表明所提出算法连续长时间试验均成功解码,且频率估计值与理论值基本无误差,幅度值误差低于10%,因此基于能量重心的解码算法适用于机载选择呼叫系统。     

基于FPGA的幅值可调信号发生器设计

针对信号发生器对输出频率精度高和幅值可调的要求,采用直接数字频率合成(DDS)技术,提出一种基于FP-GA的幅值、频率均可调的、高分辨率、高稳定度的信号发生器设计方案。采用AT89S52单片机为控制器,控制FPGA产生波形的数字信号,结合双数模(D/A)转换器及低通滤波器,最终实现输出信号幅值0～5 V可调,分辨率为10 bits;频率范围1 Hz～10 MHz可调,最小分辨率为1 Hz;频率稳定度优于10-4。信号参数可通过键盘进行设置,并在LCD上输出。由于FPGA的可编程性,易于对系统进行升级和优化。     

频率特性测试仪的设计

以89C51单片机和FPGA构成的最小系统为核心,实现了一定频带范围内对一个未知四端网络的幅频特性和相频特性的测量。该系统由扫频信号发生器,幅度测量模块,相位测量模块,示波器显示模块等构成。用数字频率合成技术设计扫频信号发生器。用户通过按键测量特定频率的频率特性。扫频测量时,可以选择扫频输出信号的下限和上限以及步进值。示波器显示出幅频和相频的曲线,界面友好。     

声光式激光外差振动测量系统研制与实验研究

设计并搭建了一套声光移频式的激光外差振动测量系统,包括光路部分和信号处理部分,并对该振动测量系统进行了实验验证。实验结果表明,当频率在10~100 Hz、100~1000 Hz、1~10 kHz频段内时,其测量相对误差分别小于0.15%、0.07%和0.03%,并且相对误差随着频率的增加而减小;解调信号幅值随着驱动电压的增大而增大,显示出了很好的振幅响应特性。此外,对该系统在小型旋转机械故障监测中的应用进行了实验探究。对一小型旋转机械故障前、后的振动进行了测量,记录了其波形以及频谱信息。测量结果表明,当该旋转设备存在故障时其振动时域波形图发生明显变化;频谱分析结果显示,在175~250 Hz频段内,频谱幅值相对变小;在250~350 Hz频段内产生了新的频谱成分,从而验证了将该系统应用于小型旋转机械故障监测中的可行性。     

频率特性测试仪的设计

以89C51单片机和FPCA构成的最小系统为核心.实现了一定频带范围内时一个未知四端网络的幅频特性和相频特性的测量.该系统由扫频信号发生器,幅度测量模块,相位测量模块,示渡器显示模块等构成.用数字频率合成技术设计扫频信号发生器.用户通过按键测量特定频率的频率特性.扫频测量时,可以选择扫频输出信号的下限和上限以及步进值.示波器显示出幅频和相频的曲线.界面友好.     

一种基于DDS的幅值可调信号发生器的设计

提出了一种基于DDS(Direct Digital Synthesize)AD9850的频率、相位、幅值均可调节的正弦信号发生器.该正弦信号发生器采用AT89S52单片机为控制器,D/A转换器TLC5615与乘法器AD534相结合,实现输出正弦信号幅值可控,采用AD811控制输出正弦信号电压幅值,产生50 Hz～3 kHz频段的正弦波,步进频率为50 Hz.该信号发生器可应用在交变磁场测量仪和试验仪器、工程设计的函数发生器中.     

一种减少频谱泄露的幅值和相位自校正算法

频谱泄露是影响谐波检测和频谱分析的重要原因,而采样频率与信号频率不同步是造成频谱泄露的根本原因。现提出一种幅值和相位自校正的算法,可通过自动校正减小异步采样时DFT产生的幅值和相位的误差,降低频谱泄露造成的影响,对同步采样条件下的DFT没有影响,并给出算法的实现步骤和仿真结果,证明了该算法能精确地得到信号的实际幅值和相位,对于采样点数较少的信号也能给出较高的测量精度,而且该算法具有迭代特性,原理简单,是频谱分析中的一种有效方法。     

市电频率实时监测器的设计与实现

文章实现了市电频率实时监测器的设计。该监视器设计以单片机AT89C2051为核心,应用单片机的算术运算和控制功能并采用LED数码管实时地显示所测频率。使用高效的快速转换算法和用来测量信号多倍周期的分频电路计算信号频率,由单片机将数据送到显示部分电路,数据处理后给出电网电压的频率,大约250ms完成一次更新,测试精度达到0.01Hz,保证了系统的测频精度和实时性。     

基于相关算法的海缆埋深检测性能分析

基于信号和噪声统计不相关特性,提出了相关算法在海缆埋深检测中的新应用,并结合IIR（无限脉冲冲击响应）滤波算法进行了分析比较。当幅值为1 V的25 Hz探测信号分别受到幅值为100 V的20.15 Hz,24.45 Hz强噪声干扰时,相关算法滤波后得到的归一化幅值分别为1.185和5.870,而IIR滤波算法得到的归一化幅值为1.42和9.32。仿真结果表明,海缆探测中相关算法优于IIR滤波算法。     

基于AT89S51单片机的数显表的研制

工业现场有大量的模拟信号或脉冲频率信号需要测量显示,市场上现有的数显表功能单一,校正困难,抗干扰差,难以显示真实工程量值。介绍一种用于工业现场信号测量的数显表,该表以AT89S51单片机为核心,采用的模拟信号测量技术和脉冲信号测量技术,可以精确测量模拟信号或频率信号,通过给单片机设定不同的参数,对所测量的模拟信号或脉冲信号进行换算,从而显示现场的工程量值。该数显表一表多用,可广泛应用于液位、流量、温度、压力、速度等的测量显示。