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2021年MSP432信号失真度分析工程

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简介:
本项目为2021年的技术研究工作,专注于基于MSP432平台的信号处理与分析,尤其针对信号失真的程度进行深入探究和优化设计。 该项目旨在完成2021年的信号失真度测量任务,并采用了MSP432单片机进行设计。这款由德州仪器(Texas Instruments)推出的超低功耗微控制器适用于各种嵌入式系统,特别是在对性能与能耗有高要求的应用场景中广泛使用。在本项目中,它被用于实现精确的信号频率测量。 为了达成这一目标,该项目采用定时器的外部计数模式来完成任务。定时器是单片机中的关键组件之一,其功能包括生成精准的时间间隔或对特定事件进行计数。当设置为外部计数模式时,根据输入信号上升沿或者下降沿增加其内部值,从而可以测量出信号频率。在此过程中,通过计算定时器的增量来得出信号频率。 另外,为了适应不同频率范围内的信号变化,项目还引入了动态调整采样率的功能。该功能确保在检测到被测信号频率改变时能够即时调节ADC(模拟-数字转换器)的工作参数,从而保证数据采集的准确性,并遵循奈奎斯特准则以避免信号失真。 此外,在MSP432中,通过结合使用DMA(直接存储器访问)技术来优化ADC的操作。这一方法使得在无需CPU干预的情况下将从ADC接收到的数据直接写入内存成为可能。这不仅减轻了处理器的负担,还提高了系统的整体效率和并行处理能力。 项目还应用了一种称为等效采样的技术以提高测量精度,在这种情况下多次取样数据进行平均可以减少随机误差,并在噪声环境中提升信号质量。 文件列表中包括`system_msp432p401r.c`,其中可能包含了MSP432的初始化及系统配置信息;此外还有实现特定功能的代码及其头文件如`gameA.c`和`gameA.h`; 设计文档“2021电赛A题_信号失真度测量装置.docx”提供了详细的项目设计说明。其他重要组成部分可能包括硬件连接图或原理图,以及用于记录和分析数据的相关表格。 综上所述,这个工程展示了单片机在电子竞赛中的应用潜力,特别是在信号处理方面的高级技术运用如实时性、精度控制及资源管理等方面。对于那些希望深入学习单片机编程、数字信号处理及相关设计技巧的人来说,它是一个很好的实例参考项目。

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客服
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  • 2021MSP432
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    本项目为2021年的技术研究工作,专注于基于MSP432平台的信号处理与分析,尤其针对信号失真的程度进行深入探究和优化设计。 该项目旨在完成2021年的信号失真度测量任务,并采用了MSP432单片机进行设计。这款由德州仪器(Texas Instruments)推出的超低功耗微控制器适用于各种嵌入式系统,特别是在对性能与能耗有高要求的应用场景中广泛使用。在本项目中,它被用于实现精确的信号频率测量。 为了达成这一目标,该项目采用定时器的外部计数模式来完成任务。定时器是单片机中的关键组件之一,其功能包括生成精准的时间间隔或对特定事件进行计数。当设置为外部计数模式时,根据输入信号上升沿或者下降沿增加其内部值,从而可以测量出信号频率。在此过程中,通过计算定时器的增量来得出信号频率。 另外,为了适应不同频率范围内的信号变化,项目还引入了动态调整采样率的功能。该功能确保在检测到被测信号频率改变时能够即时调节ADC(模拟-数字转换器)的工作参数,从而保证数据采集的准确性,并遵循奈奎斯特准则以避免信号失真。 此外,在MSP432中,通过结合使用DMA(直接存储器访问)技术来优化ADC的操作。这一方法使得在无需CPU干预的情况下将从ADC接收到的数据直接写入内存成为可能。这不仅减轻了处理器的负担,还提高了系统的整体效率和并行处理能力。 项目还应用了一种称为等效采样的技术以提高测量精度,在这种情况下多次取样数据进行平均可以减少随机误差,并在噪声环境中提升信号质量。 文件列表中包括`system_msp432p401r.c`,其中可能包含了MSP432的初始化及系统配置信息;此外还有实现特定功能的代码及其头文件如`gameA.c`和`gameA.h`; 设计文档“2021电赛A题_信号失真度测量装置.docx”提供了详细的项目设计说明。其他重要组成部分可能包括硬件连接图或原理图,以及用于记录和分析数据的相关表格。 综上所述,这个工程展示了单片机在电子竞赛中的应用潜力,特别是在信号处理方面的高级技术运用如实时性、精度控制及资源管理等方面。对于那些希望深入学习单片机编程、数字信号处理及相关设计技巧的人来说,它是一个很好的实例参考项目。
  • 2021电赛A题:测量装置
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    2021年电赛A题——信号失真度测量装置,旨在设计并实现一个高精度、高性能的电子系统,用于检测和分析音频信号中的失真程度,提升参赛者在模拟电路及数字处理方面的综合技能。 本系统选用 TI 公司的 MSP432P401R 芯片作为主控芯片,并设计了包含信号预处理电路、供电电路和蓝牙模块的信号失真度测量装置。
  • 简化的
    优质
    这款简化的信号失真度分析仪专为快速准确地测量和评估电子信号中的失真而设计,适用于科研与工程领域。 基于MSP430的信号失真度分析仪利用FFT变换,在液晶上显示频谱和波形,并计算失真度和峰峰值。
  • 音频频率与仪.pdf
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    本论文详细介绍了设计并实现一种用于分析音频信号频率及失真度的专用仪器的方法和技术。通过精确测量和评估音频设备性能,为音响工程提供重要参考数据。文档探讨了关键技术参数及其优化方案。 音频信号频率和失真度分析仪是一款用于分析音频信号的设备,能够测量信号的频率范围以及失真程度。这类工具对于音响工程师和技术人员来说非常重要,可以帮助他们确保音质的最佳表现。
  • 11.rar_labview示波器处理_与滤波虚拟生成
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    本资源为LabVIEW开发的示波器信号处理程序,涵盖失真度分析及虚拟信号生成,并包含滤波技术应用。适合电子工程专业学生和工程师学习研究使用。大小11MB。 基于LabVIEW的信号发生器设计项目包括以下几个方面: 1. 使用实验室提供的仪器设备及软件资源,学生需独立完成虚拟信号发生器的设计。 2. 实现虚拟信号发生器的仿真显示功能,在图形界面中观察模拟输出信号波形,具体要求展示正弦波、方波和三角波三种类型的波形。 3. 虚拟信号发生器还应具备模拟信号输出的功能: - 频率测量:在延迟设置为1ms、100ms、200ms、300ms及400ms的情况下,分别生成正弦波、方波和三角波信号,并使用示波器观察其输出情况。同时用频率计对这些信号的频率进行精确测量。 - 滤波:通过选择不同的截止频率来调整输出信号的质量。 - 失真度测量:对比滤波前后的模拟电压信号,对其进行失真程度分析。 以上是基于LabVIEW开发虚拟信号发生器的主要任务和要求。
  • 检测装置.zip
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    本设计提供一种信号失真度检测装置,旨在有效评估电子信号传输过程中的失真情况,适用于通信、音频及各类电子设备的质量控制与维护。 任何连续测量的时域信号都可以表示为不同频率正弦波信号的无限叠加。通过累加的方式计算该信号中的不同频段信号,包括它们的频率、振幅及相位信息。因此,在本次测量中必须使用FFT算法。 总谐波失真指的是功率放大器在工作过程中由于电路不可避免地产生振荡或其它形式共振而产生的二次和三次谐波与实际输入信号叠加后,在输出端出现的不仅仅是原始信号,而是包含额外谐波成分的复合信号。这些多余出来的谐波成分相对于实际输入信号的比例用百分比表示即为总谐波失真。 在测试前我们需要明确以下概念:对于1kHz正弦信号源输出时,如果测量得到的总谐波失真的近似值较小,则表明程序更加精准,通常应在1.0%以内;而对于1kHz方波信号源输出情况下,其计算得出的总谐波失真大约为0.3887(基于前五次谐波进行估算)。 本资料提供了两种测量方案: 第一种由输入衰减电路、陷波器以及检波电路等组成,并结合单片机系统与LCD显示界面实现信号失真的精确测试。该方案中,采用文氏桥有源陷波技术可以有效提高滤除特定频率的能力且结构简单易于调试;利用专用集成电路进行检测则能确保较低的误差并简化操作流程;而借助于单片机控制则使得整个测量过程更加简便,并体现出智能化的特点;最后通过LCD与LED界面直观友好地展示测试结果。 第二种方案则是以FFT算法为核心,旨在实现高精度信号失真度测量。本资料还提供了基于C语言编写的FFT算法代码,方便移植和调用。
  • 2021电子设计竞赛——测量装置A题电路与软件资料.zip
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    本资料包包含2021年电子设计竞赛中关于信号失真度测量装置A题的相关电路图和软件代码,适用于参赛者进行参考学习。 2021年全国大学生电子设计竞赛的A题要求设计一个信号失真度测量装置,并涉及电路和软件的设计内容。
  • 检测装置(A题).pdf
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    本文件探讨了一种用于评估电子信号传输过程中失真程度的新型检测设备。通过精确测量和分析,该装置能够帮助工程师优化通信系统性能,确保高质量的数据传输。 本段落将详细解释并分析信号失真度测量装置的设计与实现方法。该设备旨在测定由函数任意波形发生器产生的周期性信号的总谐波失真(THD),并将检测结果展示在手机上。 一、基本要求 对于此装置的基本需求包括: 1. 输入信号峰峰值电压范围:300mV至600mV。 2. 基频为1kHz。 3. 失真度变化区间从5%到50%。 4. 测量误差绝对值需满足|xTHD - THD| ≤ 5%,其中xTHD代表测量得到的失真度,而THD是标称值。 5. 显示实际测得的信号失真度数值。 6. 整个过程包括测量与显示结果所需时间不超过10秒。 二、高级功能 装置在发挥部分需满足以下条件: 1. 输入电压范围扩大至30mV到600mV。 2. 基频区间扩展为从1kHz至100kHz。 3. 显示并测量信号失真度xTHD,误差控制在|xTHD - THD| ≤ 3%之内。 4. 展示输入信号的一个完整周期波形图样。 5. 在手机界面中呈现基频与前五次谐波的归一化幅值数据。 6. 手机上显示测量装置获取到的信息,包括xTHD数值、一个周期内的波形以及各频率成分(至第五次谐波)的相对强度。 三、说明 关于该信号失真度测量设备的具体细节如下: 1. 设计中必须使用TI公司的微控制器及其内置模数转换器进行数据采集工作;不允许采用外部ADC或专用的数据采集卡。 2. 对于THD定义:当输入为正弦波时,放大器的非线性导致输出信号含有谐波成分,这被称为“总谐波失真”,用于评估放大器的非线性特性程度。 3. 测量和分析中仅考虑至第五次谐波为止。 4. 归一化幅值定义:当输入基频幅度为m1U时,各阶谐振频率对应的幅值分别为m2U、m3U等。归一化的形式表示为 m2/m1, m3/m1 等。 四、评分标准 该装置的评价依据如下方面: 1. 设计报告:包括方案比较和选择过程及具体描述。 2. 原理分析与计算:涵盖测量原理,误差评估等内容。 3. 电路设计和编程实现:包含硬件布局规划以及软件代码编写情况说明。 4. 测试方法及其结果展示:测试计划制定、数据完整性验证及最终评分依据。