【实战经验】STM32F30x 的ADC 采样的傅立叶变换

1万 · 2015-11-13 16:40

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STM32F30x 的ADC 采样的傅立叶变换

前言
本文目的是演示如何使用STM32F30x 内部的DSP 进行浮点快速傅立叶变换（FFT），为联系实际应用，使用ADC 对波形发
生器进行ADC 采样，然后对ADC 采样结果进行FFT，与 Matlab 仿真结果进行比较察看最终结果的准确性。会使用到ARM
的DSP 库文件，以及STM32F30x 的浮点运算单元以及DSP 指令等。

模拟ADC采样数据实现FFT

使用Matlab生成AM调制波形

波形公式为：AM_50 = sin(2 )*(1+50%*sin(2 ))，其中fc 为载波频率，fm 为调制波频率，调制比50%。
为了使用ADC 采样，将波形进行偏移处理，叠加1.5V 电压，最终波形展开公式如下：

产生波形如下：

生成模拟ADC数据，使用STM32F30x进行FFT运算
生成数据存于AM_50_ADC_Data[]数组中，实数转换为复数，进行CFFT 的运算，调用arm_cfft_f32 库函数，1024 点FFT。

结果打印并且和Matlab计算结果进行比较
为方便显示只取整数部分比较：上图为Matlab 输出，下图为经过STM32F30x 计算后的结果

模拟数据进行快速傅立叶结论
从数据上看Matlab 仿真以及STM32F30x 的FFT 两者非常吻合，数据可以直接使用。基于时间数据转换到频域上，理论
上直流分量，频率fc 处，以及频率fc-fm，fc+fm 处都会有波峰出现，实际看FFT 波形如下：

实际ADC采样并进行FFT操作
使用波形发生器产生50% 调幅波，载波10KHz，调制波1KHz，调制比50%，偏移1.5V

使用STM32F30x 进行ADC 采样，采样结果存于数组，数据导入到Matlab 显示波形如下：

根据ADC 采样数据进行FFT 变换，分析结果如下面所示：

结论：
由STM32F30x 的ADC 采样的波形可以完整进行快速傅立叶变换，变化结果符合理论变化预期。并且
利用STM32F30x 的FPU 以及DSP 模块方便快速进行变化，给实际应用带来很大便利性。

对应PDF与程序：STM32F30x 的ADC 采样的傅立叶变换
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