一种基于能量重心矫正的信号失真度测量系统

以MSP432E401Y单片机为核心器件,设计了一款低成本高精度的信号失真度测量系统,采用能量重心矫正算法提升了精度。该系统由信号调理、信号测量分析与发送、手机APP、显示4部分组成。初步处理后的信号经过自动增益控制以及迟滞比较器后,可以为系统提供与基波同频率的脉冲,以便系统测量频率,设置不同的采样率,减轻栅栏效应影响。快速傅里叶变换(FFT)经过离散频谱的能量重心校正法校正后,对谐波参数的分析精确度明显提高。APP通过蓝牙从单片机接收数据,能够绘制信号波形,并显示谐波的归一化幅值。测试表明,装置对500 Hz~200 k Hz、(10~600)m V信号的频率、5次以内谐波的归一化幅值以及总谐波失真的测量误差绝对值小于1%,测量并显示等功能均在2 s内完成。

基于FFT算法的低频信号失真度测量装置优化设计

总谐波失真(THD)是运算放大器、功率放大器等器件的主要衡量参数之一.设计以TMDSSK3358开发板为硬件基础,以FFT算法为核心的高精度快速信号失真度测量装置.传统的模拟测量法不仅硬件设计复杂,且性能受限于滤波器.该设计利用AD转换实现模拟信号与单片机可接收的数字信号转换,采用FFT(快速傅里叶变换)实现信号的时频转换,通过获得幅频信息进而得到各个谐波的功率,最后所测的THD值通过TMDSSK3358开发板上的液晶屏模块显示.测量结果表明,该设计在频率为1 kHz时测量精度误差小于0.05%,失真度测量与显示用时不超过10 s.与传统的信号失真度测量装置对比,在简化硬件复杂度时,速度更快、精度更高,为FFT算法应用于失真度测量提高新的研究思路.