基于FFT的失真度测试仪设计与实现

"失真度测试仪是一种基于频谱分析原理的系统，使用单片机AT89C55和FPGA芯片EP1C6Q240C8为核心控制器，通过不同AD采样芯片结合直接采样和等效采样技术，应用FFT算法在单片机中进行信号处理，实现对1Hz至1MHz范围内信号失真度的精确测试，尤其在500kHz以内的低频信号，绝对误差可控制在0.4%。系统采用键盘输入和128×64点阵液晶显示，提供友好的人机交互界面。" 失真度测试仪是电子工程领域中的一个重要工具，用于评估信号的质量。在本系统中，它利用了单片机AT89C55的处理能力以及FPGA芯片EP1C6Q240C8的灵活性，构建了一个高效、准确的失真度测量平台。系统设计中，考虑到失真度的测量需要分离信号的基波和谐波，采用了频谱分析法，而非传统的滤波法，因为后者在硬件实现上具有较大难度。 在方案选择上，系统选择了数字方法，即通过AD采样和FFT变换来计算失真度。这种方法可以提供更广泛的测量范围和更高的精度。针对频率倍频，系统尝试了FPGA内部倍频和硬件锁相环电路倍频两种方案，各有优缺点，最终都得以实现。在采样方案上，同步采样适用于低频信号，确保了采样时钟与信号的同步，而等效采样则可以在不同周期位置获取样本，适应更广泛的情况。 在实际应用中，系统的测量误差控制在1%以内，对于500kHz以下的低频信号，误差进一步降低到0.4%，这表明系统在低频段有出色的性能。人机交互方面，通过键盘输入指令，配合128×64点阵液晶显示屏，使得操作简便，用户界面友好，提高了测试效率。 总结来说，这个失真度测试仪系统展示了现代电子技术在信号分析和测量领域的先进性，结合了硬件和软件的优势，提供了高精度、宽范围的失真度测量解决方案，尤其适用于需要对低频信号进行精准测试的场合。