C语言信号失真度测量系统设计与实现

资源摘要信息:"基于C语言实现信号失真度测量源码及方案报告" 一、系统方案设计与论证 1. 方案分析与选择 1）自动增益控制（AGC）电路设计方案 本方案采用基于VCA821的AGC电路，其为一款直流耦合、宽带、dB线性的压控增益放大器。通过增加OPA695作为后级放大器，将输出信号通过OPA820积分器回送至VCA821的VG引脚以形成闭环控制，确保输出信号的稳定性。此设计的优点在于原理清晰，具有较广的输入信号电压范围、良好的频率响应以及输出电压稳定性，但电路设计较为复杂。 2）ADC前端调理电路设计方案 采用同相加法器方案，目的是将AGC电路的输出信号提升1.65V并进行同相放大。同相加法器具有高输入阻抗的特点，对前级电路的影响较小。 3）信号采样设计方案 在本系统中，使用stm32顺序采样方案，适用于数字示波器中。该方案能够在低采样速率（100 kHz ~200kHz）下获得高达50GHz的带宽，并具备10bit以上的垂直分辨率。尽管每个采样周期只取一个样点，需要较长的时间来采集足够的样点，从而实现对高频信号的采样。 2. 总体方案描述 系统采用AGC电路对输入的周期信号进行前级处理，再结合ADC前端调理电路，将信号变换至ADC采集范围内。使用单片机的内部ADC对输出信号进行采样，利用FFT算法分析基波与谐波的归一化幅值，经过运算处理得到THD值，并在串口屏上进行显示。 四、测试方案与测试结果 1. 信号失真度THD测量 表格记录了不同基频、峰峰值下的实际THD与测试THD值，以1kHz频率为例，测量结果表明，在不同的输入信号幅度下，系统均能准确测量出THD值，与实际值基本一致，验证了系统的准确性。 其中，当输入信号峰峰值为2mv时，THD测量值为90%，实际值为92%，显示了系统在测量小信号时的高准确度。 2. 数据显示测试 测试结果显示，使用串口屏显示测量信息的设备能够正常显示失真度测量值THD、归一化幅值以及一个周期波形，验证了显示系统的功能性。 五、总结 本系统通过理论分析设计出合理的方案，并结合STM32和ESP32作为控制核心，VCA821的AGC电路和ADC前端调理电路，成功设计并实现了一个信号失真度测量装置。该装置能够准确测量输入周期信号的总谐波失真度和归一化幅值，并在串口屏上显示结果，各项指标均满足设计要求。 【标签】:"毕业设计 课程设计 作业源码 实验 电赛" 【压缩包子文件的文件名称列表】: - TI2021A_Connections.jpg：包含系统连接图，说明各个电子组件之间的连接关系，对于理解电路布局和信号流向十分关键。 - README.md：包含项目的基本介绍、使用说明以及源代码的安装和运行指南，方便用户快速上手。 - picture：可能包含项目过程中使用的实物图片、电路板图或测试图表，为用户提供直观的视觉参考。 - TI2021A_ESP32：包含针对ESP32控制器的源码、配置文件和相关文档，聚焦ESP32在系统中的应用与编程。 - TI2021A_STM32：包含针对STM32控制器的源码、配置文件和相关文档，聚焦STM32在系统中的应用与编程。 - TI2021A_PCBs：可能包含PCB设计文件，如Gerber文件和PCB布局图，这是硬件工程师在进行电路板设计时的必要文件。 - TI2021A_PythonAnalysis：包含用于数据分析的Python脚本，可能包含了信号处理和FFT算法的实现，用于生成THD等测量结果。 - TI2021A_UASRTHMI：可能包含了用户界面的开发源码和设计文件，提供了用户与系统交互的界面。