全国大学生电子设计竞赛电子设计竞赛信号分析类题目赛前训练.ppt

实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 基于FPGA的NCO及FIR滤波器设计 简易频谱分析仪 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 示波器终端电路 简易频谱分析仪 实例分析 * 软件结构 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 简易频谱分析仪 开始 系统初始化 有用户操作？ Y N 功能选择 采集频谱数据 分析频谱 示波器、LCD显示 结束 参数 设置 全频段扫描 休眠状态 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 音频信号分析仪 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 音频信号分析仪 1．基本要求 （1）输入阻抗、输入信号电压范围、输入信号包含的频率成分范围、频率分辨力。 （2）检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率。 （3）分析时间：5秒。应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键保持显示的数据。 2．发挥部分 （1）扩大输入信号动态范围及输入信号包含的频率成分范围，提高灵敏度。 （2）增加频率分辨力20Hz档，判断输入信号的周期性，并测量其周期。 （3）测量被测正弦信号的失真度。　 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 摘 要： 本作品采用基于FPGA的离散傅立叶变换（DFT）算法实现信号分析，由前置信号调理、信号实时采样存储、数据处理及显示控制等部分组成。 前置信号调理电路采用低噪型精密运放实现信号放大及衰减，信号的实时高速采集、存储及分析处理等逻辑均由FPGA实现，由单片机完成测控过程及人机交互。 高分辨率的DFT算法保证了精度、速度及稳定性。 音频信号分析仪 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 硬件结构 音频信号分析仪 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 前置电路增益 前置电路量程 ADC采样率 ADC模拟带宽 ADC位数 存储深度（数据处理长度） 频率分辨力 窗函数 失真度 周期性 解调算法参数 参数分析与计算 音频信号分析仪 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 用matlab进行DFT分析频谱泄露情况 （20Hz分辨力下40Hz、30Hz方波信号谱特征） 音频信号分析仪 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * DFT算法原理 音频信号分析仪 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 信号前置调理电路 音频信号分析仪 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 信号实时采集存储逻辑 音频信号分析仪 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * DFT算法逻辑设计 音频信号分析仪 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 示波器显示电路框图 音频信号分析仪 RAM （显示缓存） DA 垂直位置计数器 串联转换器 水平位置计数器 DA 示波器 进位 显示数据 Z轴 X轴 Y轴 实例分析 * 软件结构 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 音频信号分析仪 开始 系统初始化 功能键判断 频率成分测量 周期测量 失 真 度 测 量 功率谱曲线 F1 F2 F3 F4 返回 F5 结果打印 采集并判断峰峰值 调整放大倍数 DFT变换 信号传输 显示 1024点采集并存储 处理 * 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 ● 强化信号产生、实时采集存储、波形实时显示训练 ● 强调信号参数测量方法训练 ● 注重信号分析、处理算法设计及积累训练 ● 注意人机交互软件的通用化、模块化训练 训练要点 谢谢！ 电子工程学院 郭万有 wyguo@gx634@163.com 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 软件结构 频率特性测试仪 （a）点频扫描 b 扫频测量 c 幅值测量　　　 d 相位测量 图16 子程序流程图 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 简易数字存储示波器 实例分析 《电子设计竞赛与学生创新能力培养》 郭万有 * 简易数字存储示波器 1．基本要求 （1）单次、内触发方式，上升沿触发、触发电平可调、触发 存储显示方式， （2）输入阻抗，频率范围、波形失真、垂直分辨率，设置水平分辨率、扫描速度、垂直灵敏度。　　2．发挥部分 （1）连续触发存储显示方式　　（2）双踪示波功能，能同时显示两路被测信号波形。　　（3）增加水平移动扩展显示功能，增加存储深度。 输入 电路 A/D 转换 触发 电路 控制部分 RAM D/A 转换 D/A 转换 （Y输入） 普通示波器