(2)A/D转换设计
A/D转换的采样率和分辨率是进行数字采样系统设计的主要指标。在设计中,A/D芯片采用AD7685,单通道最高采样率可达250kS/s,输出为16位并行输出,比较电压为±5V。
(3)DSP芯片选用
DSP是该系统进行FFT运算的处理器,其精度、速度在很大程度上决定了FFT分析仪的性能。考虑到FFT运算中实时性和精度方面的要求,设计时选用TMS320VC33浮点型DSP芯片。
(4)存储器选用
存储器可用于存放大量的表格数据和一些临时数据。因为DSP在作FFT运算时要用到大量正弦及其他数据表格,而通常固化DSP程序的闪存和DSP的数据交换较慢,为保证FFT的运算速度,可在FFT运算前,将表格数据存储于DSP外的高速存储器内。
(5)USB接口芯片选用
USB接口芯片是连接PC机和底层硬件的通信纽带,USB总线有着严格的电气规范和时序要求,采用接口芯片可以减少电路设计的工作量,特别对于在实现5V与3.3VDSP的数据传递时,采用可同时兼容这两种电压的接口芯片,还省去转换电路的设计。设计中选用Philips的高速USB2.0芯片ISP1362。数据采集器工作时,各主要模块通过控制器后的基本流程如图2所示。
4.2虚拟式FFT频谱分析仪软件设计
该系统软件包括DSP软件的设计和应用程序的设计。
4.2.1DSP软件的设计
DSP软件由DSP主程序和中断服务程序组成。
DSP主程序主要完成以下任务:(1)初始化USB芯片,读入用户设置的采样频率参数,并根据这个参数初始化时钟,以产生正确的采样时间信号;(2)读入采样通道参数并初始化AD7685;(3)读入用户放大倍数,设置可编程放大器。这些参数读入完毕后,将采样通道采集的数据通过USB口发送给PC侧的LabVIEW软件分析处理。