[发明专利]基于stm32f4的高速信号频谱分析方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域。具体涉及一种基于stm32f4的高速信号频谱分析方法。

背景技术

STM32F4是ARM最新的嵌入式处理器Cortex M4，常用于控制和信号处理功能混合的数字控制市场。该控制器提高了运行速度，增加了信号处理功能，同时增加了浮点运算单元、自适应实时加速器、32位多重AHB总线矩阵和多通道DMA控制器、数字信号控制器等多个新特性。其集成度较高，功耗较低，内置最高1MB片上Flash，192KB SRAM，正常工作频率为168MHz，因此得到了广泛的应用。

名称为《基于stm32f4的高速信号频谱分析仪》的论文，是以STM32F407为核心，主要采用FIFO来做高速缓存。高速信号先通过AD采样，然后先将采样后的数据给FIFO先缓存处理，然后再通过STM32F407进行Blackman预处理，再做1024个点FFT进行频谱分析，最后将数据显示在LCD12864上，以便进行人机交互！该系统可实现任意波形信号的频谱显示，以及可以自动寻找各谐波分量的幅值，频率以及相位并进行8位有效数据显示。STM32F407虽然芯片资料说明端口可以忍受+5V的电压，但这不代表其可以识别+5的高电平，因此在读+5V的输入端口电平，需要用电平转换芯片将+5V转换成+3.3V的，否则读出的数据时一个错的。但是3.3V属于高电平，因此其可以驱动+5V工作的芯片。但是，名称为《基于stm32f4的高速信号频谱分析仪》的论文，结构复杂，故障率太高，给高速信号频谱分析带来了不便性。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述不足提供一种基于stm32f4的高速信号频谱分析方法。

一种基于stm32f4的高速信号频谱分析方法，包括步骤:

采集需分析的高速信号的模拟信号，并对采集的模拟信号进行预处理滤波；

对预处理滤波后的模拟信号进行模数转换，得到采样数据；

对得到的采样数据进行FFT处理，得到高速信号频谱信息；

对得到的高速信号频谱信息进行峰值搜索，得到峰值信号；

对采样数据进行正交数字下变频处理产生正交信号；

将所述正交信号与所述峰值信号进行混频，得到宽带复基带高速信号；

对宽带复基带高速信号进行频谱校正处理，分别得到信号的频率、幅值及初相信息。

进一步，所述采集需分析的高速信号的模拟信号，并对采集的模拟信号进行预处理滤波的具体步骤为：

输入模拟信号；

接收所述模拟信号的输入，并建立符号索引；

根据所述符号索引建立查找表格；

在数据库中根据查找表格查找数据库中的最高速率，然后进行输出；

以最高速率对所述采样输出执行数模转换以将其转换为模拟信号；并且通过低通模拟滤波器处理所述模拟信号以将其传送给stm32f4。

进一步，所述对得到的采样数据进行FFT处理，得到高速信号频谱信息的具体步骤为：

对采样数据进行抽取

接收抽取后的数据；

将接收的抽取数据复制为2份，并存储在两个不同的地址上；

进行数据存储；

对存储的数据进行FFT变换；

输出FFT变换结果；

根据FFT输出数据顺序进行最终结果输出。

进一步，所述对得到的高速信号频谱信息进行峰值搜索，得到峰值信号的具体步骤为：

系统开始上电；

设置通道增益；

检测得到的高速信号频谱信息是否超限，若超限，则将通道增益切换；若不超限，则转下一步；

检测得到的高速信号信号正常，进行下一步数模转换；

向stm32f4输出正常数据；

检测采集信号峰值。

进一步，所述检测得到的高速信号频谱信息是否超限，若超限，则将通道增益切换的步骤中：

再次检测得到的高速信号频谱信息是否超限，若超限，则转下一步；

将通道增益切换仍然超限，因此判断为超量程，检测结束。