STM32F4 Timer+ADC+DMA+FFT的理解与应用

只看该作者 · 2023-8-27 18:04

和我们输入的峰值3V的信号差不太多。

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接下来看一下幅度谱的情况：

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前文已经提及过，幅度谱的负半轴是没有什么作用的，所以这里只有原点(直流分量)和正半轴的数据。现在我们来分析一下红框框住的数据：
0:处就是所说的直流分量。因为这里我们是拿AD值计算的FFT，所以输出的值也是类似于AD值，所以我们又可以用：Voltage = AD_Value*3.3V/4096 计算可得1.504，满足我们所设置的偏移量也就是直流分量。
8:处就是我们的1KHz的幅度信息了。为什么会是8呢？我们又根据前文的分析：

频谱图频率分辨率：f0 = fs/NPT = 32 000Hz/256 = 125Hz

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在这里的意思就是横坐标一格代表125Hz，而我们是1000Hz的信号，自然在第8个点的位置了（1000Hz/125Hz=8）。

再来看幅值信息，通过公式Voltage = AD_Value*3.3V/4096发现差不多也是1.5V左右。但这只是一半，所以在1KHz处的幅度是1.5*2=3V。

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它的幅度谱长这样：

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输入2KHz 0V到3V(即幅度：3V，偏移：1.5V)
这一次我们换成2KHz的试试看。

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对于2KHz的信号，采到信号的16个周期，也是满足此公式的：

采到的被采信号周期数：NT = t/T

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对于2KHz的信号，一个周期采到16个点，也是满足此公式的：

一个被采信号周期的被采到的点数：fs/f = 32 000Hz/2000Hz = 16

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这里为什么会在第16个点，想必大家也能够理解了。(2000Hz/125Hz=16)
这里提一嘴：对于1KHz的信号，基波频率是1KHz，二次谐波是2KHz，三次谐波是3KHz。也就是第8，第16，第24个点。

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输入125Hz 0V到3V(即幅度：3V，偏移：1.5V)
这里我们尝试直接输入f0=125Hz。

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如愿以偿的出现在了第一个点的位置。

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输入200Hz 0V到3V(即幅度：3V，偏移：1.5V)
这里或许就有人好奇了，输入的信号如果不是125Hz的整数倍会怎样，我们来试试。输入一个200Hz看看。

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可以看到，幅值散在了理论上200Hz附近的各个位置，但实际上这个横坐标上是没有200Hz这个点的，所以造成了这样的结果。这样的幅值信息也是相当不准确的，所以我们在应用的的过程中要尽量避免这种情况。所以控制好采样率fs是关键！毕竟用dsp库的话采样点数NPT是没法控制的嘛。根据公式：

频谱图频率分辨率：f0 = fs/NPT