本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種基于stm32f4的高速信號頻譜分析方法。
背景技術(shù)：
stm32f4是arm最新的嵌入式處理器cortexm4，常用于控制和信號處理功能混合的數(shù)字控制市場。該控制器提高了運行速度，增加了信號處理功能，同時增加了浮點運算單元、自適應(yīng)實時加速器、32位多重ahb總線矩陣和多通道dma控制器、數(shù)字信號控制器等多個新特性。其集成度較高，功耗較低，內(nèi)置最高1mb片上flash，192kbsram，正常工作頻率為168mhz，因此得到了廣泛的應(yīng)用。
名稱為《基于stm32f4的高速信號頻譜分析儀》的論文，是以stm32f407為核心，主要采用fifo來做高速緩存。高速信號先通過ad采樣，然后先將采樣后的數(shù)據(jù)給fifo先緩存處理，然后再通過stm32f407進(jìn)行blackman預(yù)處理，再做1024個點fft進(jìn)行頻譜分析，最后將數(shù)據(jù)顯示在lcd12864上，以便進(jìn)行人機(jī)交互！該系統(tǒng)可實現(xiàn)任意波形信號的頻譜顯示，以及可以自動尋找各諧波分量的幅值，頻率以及相位并進(jìn)行8位有效數(shù)據(jù)顯示。stm32f407雖然芯片資料說明端口可以忍受+5v的電壓，但這不代表其可以識別+5的高電平，因此在讀+5v的輸入端口電平，需要用電平轉(zhuǎn)換芯片將+5v轉(zhuǎn)換成+3.3v的，否則讀出的數(shù)據(jù)時一個錯的。但是3.3v屬于高電平，因此其可以驅(qū)動+5v工作的芯片。但是，名稱為《基于stm32f4的高速信號頻譜分析儀》的論文，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率太高，給高速信號頻譜分析帶來了不便性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了克服上述不足提供一種基于stm32f4的高速信號頻譜分析方法。
一種基于stm32f4的高速信號頻譜分析方法，包括步驟:
采集需分析的高速信號的模擬信號，并對采集的模擬信號進(jìn)行預(yù)處理濾波；
對預(yù)處理濾波后的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到采樣數(shù)據(jù)；
對得到的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行fft處理，得到高速信號頻譜信息；
對得到的高速信號頻譜信息進(jìn)行峰值搜索，得到峰值信號；
對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行正交數(shù)字下變頻處理產(chǎn)生正交信號；
將所述正交信號與所述峰值信號進(jìn)行混頻，得到寬帶復(fù)基帶高速信號；
對寬帶復(fù)基帶高速信號進(jìn)行頻譜校正處理，分別得到信號的頻率、幅值及初相信息。
進(jìn)一步，所述采集需分析的高速信號的模擬信號，并對采集的模擬信號進(jìn)行預(yù)處理濾波的具體步驟為：
輸入模擬信號；
接收所述模擬信號的輸入，并建立符號索引；
根據(jù)所述符號索引建立查找表格；
在數(shù)據(jù)庫中根據(jù)查找表格查找數(shù)據(jù)庫中的最高速率，然后進(jìn)行輸出；
以最高速率對所述采樣輸出執(zhí)行數(shù)模轉(zhuǎn)換以將其轉(zhuǎn)換為模擬信號；并且通過低通模擬濾波器處理所述模擬信號以將其傳送給stm32f4。
進(jìn)一步，所述對得到的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行fft處理，得到高速信號頻譜信息的具體步驟為：
對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取
接收抽取后的數(shù)據(jù)；
將接收的抽取數(shù)據(jù)復(fù)制為2份，并存儲在兩個不同的地址上；
進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲；
對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行fft變換；
輸出fft變換結(jié)果；
根據(jù)fft輸出數(shù)據(jù)順序進(jìn)行最終結(jié)果輸出。
進(jìn)一步，所述對得到的高速信號頻譜信息進(jìn)行峰值搜索，得到峰值信號的具體步驟為：
系統(tǒng)開始上電；
設(shè)置通道增益；
檢測得到的高速信號頻譜信息是否超限，若超限，則將通道增益切換；若不超限，則轉(zhuǎn)下一步；
檢測得到的高速信號信號正常，進(jìn)行下一步數(shù)模轉(zhuǎn)換；
向stm32f4輸出正常數(shù)據(jù)；
檢測采集信號峰值。
進(jìn)一步，所述檢測得到的高速信號頻譜信息是否超限，若超限，則將通道增益切換的步驟中：
再次檢測得到的高速信號頻譜信息是否超限，若超限，則轉(zhuǎn)下一步；
將通道增益切換仍然超限，因此判斷為超量程，檢測結(jié)束。
本發(fā)明通過采集需分析的高速信號的模擬信號，并對采集的模擬信號進(jìn)行預(yù)處理濾波，對預(yù)處理濾波后的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到采樣數(shù)據(jù)，對得到的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行fft處理，得到高速信號頻譜信息，對得到的高速信號頻譜信息進(jìn)行峰值搜索，得到峰值信號，對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行正交數(shù)字下變頻處理產(chǎn)生正交信號，將所述正交信號與所述峰值信號進(jìn)行混頻，得到寬帶復(fù)基帶高速信號，對寬帶復(fù)基帶高速信號進(jìn)行頻譜校正處理，分別得到信號的頻率、幅值及初相信息。從而實現(xiàn)了高速信號頻譜分析，解決了高速信號頻譜分析的不便性。
附圖說明
圖1為本發(fā)明方法流程示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明：
采集需分析的高速信號的模擬信號，并對采集的模擬信號進(jìn)行預(yù)處理濾波；
對預(yù)處理濾波后的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到采樣數(shù)據(jù)；
對得到的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行fft處理，得到高速信號頻譜信息；
對得到的高速信號頻譜信息進(jìn)行峰值搜索，得到峰值信號；
對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行正交數(shù)字下變頻處理產(chǎn)生正交信號；
將所述正交信號與所述峰值信號進(jìn)行混頻，得到寬帶復(fù)基帶高速信號；
對寬帶復(fù)基帶高速信號進(jìn)行頻譜校正處理，分別得到信號的頻率、幅值及初相信息。
所述采集需分析的高速信號的模擬信號，并對采集的模擬信號進(jìn)行預(yù)處理濾波的具體步驟為：
輸入模擬信號；
接收所述模擬信號的輸入，并建立符號索引；
根據(jù)所述符號索引建立查找表格；
在數(shù)據(jù)庫中根據(jù)查找表格查找數(shù)據(jù)庫中的最高速率，然后進(jìn)行輸出；
以最高速率對所述采樣輸出執(zhí)行數(shù)模轉(zhuǎn)換以將其轉(zhuǎn)換為模擬信號；并且通過低通模擬濾波器處理所述模擬信號以將其傳送給stm32f4。
所述對得到的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行fft處理，得到高速信號頻譜信息的具體步驟為：
對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取
接收抽取后的數(shù)據(jù)；
將接收的抽取數(shù)據(jù)復(fù)制為2份，并存儲在兩個不同的地址上；
進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲；
對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行fft變換；
輸出fft變換結(jié)果；
根據(jù)fft輸出數(shù)據(jù)順序進(jìn)行最終結(jié)果輸出。
所述對得到的高速信號頻譜信息進(jìn)行峰值搜索，得到峰值信號的具體步驟為：
系統(tǒng)開始上電；
設(shè)置通道增益；
檢測得到的高速信號頻譜信息是否超限，若超限，則將通道增益切換；若不超限，則轉(zhuǎn)下一步；
檢測得到的高速信號信號正常，進(jìn)行下一步數(shù)模轉(zhuǎn)換；
向stm32f4輸出正常數(shù)據(jù)；
檢測采集信號峰值。
所述檢測得到的高速信號頻譜信息是否超限，若超限，則將通道增益切換的步驟中：
再次檢測得到的高速信號頻譜信息是否超限，若超限，則轉(zhuǎn)下一步；
將通道增益切換仍然超限，因此判斷為超量程，檢測結(jié)束。