基于MSP430的FM音頻頻譜分析儀的設計方案說明

2025年04月03日 09:03深圳市邁昂科技有限公司點擊量：1

1.內容提要　　

在具體的廣播電視發射工作中，新的發射機的進場測試，發射機的日常指標測試等都涉及了音頻的測試。這篇文章設計方案的音頻頻譜分析儀就是從信號源的角度出發，測量音頻信號的頻譜，進而確定各頻率成分的大小，為調頻廣播的各項音頻指標的提供參考。

在這篇文章中主要提出了以MSP43處理器為核心的音頻頻譜分析儀的設計方案。以數字信號處理的相關理論知識為指導，充分利用MSP430處理器的優勢來進行音頻頻譜的設計方案與改進，并最終達到了在TFT液晶HD66772上面顯示。

2.頻譜分析儀設計原理
主要是因為在數字系統中處理的數據都是經由采樣得到，所以得到的數據必然是離散的。針對離散的數據，適用離散傅立葉變換來進行處理。

快速傅里葉變換，是離散傅里葉變換的快速算法，也可用于計算離散傅里葉變換的逆變換，目前已被數字式頻譜儀廣泛采用。針對長度為N的復數序列011，，，N？xxLx，離散傅里葉變換公式為：

因此一個序列的運算被分解成兩個運算的和的形式，（）1Xk和（）2Xk可以繼續向下分解，最終分解為兩點的FFT運算。假如想要FFT運算后的輸出為自然順序排列，則輸入序列需要按位倒序來排列。

圖1為8點FFT的運算圖。

經過FFT運算后，可以將一個時域信號變換到頻域。有一些信號在時域上是很難看出什么特征的，但是假如變換到頻域之后，就很容易看出特征了，這就是頻譜儀的一般原理。
3.頻譜分析儀的設計方案及達到

這篇文章介紹了一種基于FFT的的數字音頻頻譜分析儀的設計方案，通過ADC采樣輸入的音頻信號，ADC采樣完成以后，將數據進行倒序排列并進行FFT運算，最終結果通過TFT液晶顯示出來。系統的框圖如圖2所示。

3.1音頻頻譜分析儀硬件達到

為了達到系統功能，采用16bit處理器MSP430來高效處理輸入的數據流。MSP430自帶ADC12模塊，ADC12的采樣數據經過運算，通過65K色的液晶顯示頻譜圖。本系統硬件系統圖如圖3所示。

電源模塊為整個系統提供供電。系統還能響應用戶按鍵事件，并進行相應的處理。串口模塊為系統的擴展預留。

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