【電賽作品】復合頻率信號測量系統(tǒng)（硬件及仿真電路、源碼、MATLAB算法驗證等）

復合頻率信號頻率計電路功能概述：

        本文介紹了一種復合信號測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于TMS320F2808實現(xiàn)，用來檢測和重建復合頻率信號中的主次信號。該系統(tǒng)由計算模塊、重建模塊和通訊模塊組成。為了能在實時運行中自適應(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合信號的上升沿過零點時間值并估計出主頻率，從而使系統(tǒng)能自動地選取合適的采樣頻率完成AD采樣過程。系統(tǒng)采用了4096點的FFT算法，能夠?qū)崿F(xiàn)高達0.25Hz的頻率分辨率，相對分辨率達到0.05%。

       該頻率信號測量系統(tǒng)采用了頻譜校正方法，能高精度地計算出復合信號中的主次信號的頻率與幅值。計算結(jié)果通過SCI通訊模塊送入上位機顯示。當DSP接收到上位機的信號重建指令時，則重現(xiàn)出所需的信號，此時ePWM實現(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。

測試結(jié)果表明本設(shè)計達到了設(shè)定的指標，且有很好的精度和性能。

復合頻率信號測量系統(tǒng)設(shè)計，完成了設(shè)計要求中所提出的各項任務(wù)，系統(tǒng)所達到的指標都超過了基本部分以及發(fā)揮部分的設(shè)計指標。

具體說明如下：

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

(2) 主次信號的測量范圍20Hz~20KHz；若延長測量時間，主次信號的測量范圍可達到0.25Hz~20KHz；

(3) 復合信號頻率分辨率最高可達0.05%，即可分辨出的主信號與次信號頻率差為主信號的0.05％，遠高于設(shè)計要求中的10%指標；

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

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

(6) 通過串口實現(xiàn)上位機與DSP之間的通訊，上位機發(fā)出指令實時控制DSP，DSP檢測的主、次信號頻率和幅度測量結(jié)果輸入至上位機進行實時刷新顯示。

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