【基于单片机的主动瞬时转速测量原理与总体实施方案设计案例3300字】

1 1 2 4 4 5受的最低限度内。人的声音很少携带200Hz以下的重要信息，因此移动音频设备要处理的内容通常在200Hz以上。这又意味着，利用移动设备记录的信号中，在200Hz以下的频率实际上在频谱中是不可见的。而有相当一部分轴的转频是在200Hz以下的，这到的声音信号中通常不包含有包含有效转频的信号。为了克服以上困难，Rzeszucinski等人提出了将包含转频的转速信号转移到一个噪声小且方便移动设体方案。幅度调制，是一种使得载波的振幅按照要求传送到相同频率的信号变化规律而与相应地产生变化，但令频率始终保持一定的调制手段。调幅技术在有线电或者无线电的通讯与广播中得到了很大的运用。调幅是一种使高频载波的振幅跟随信号发生改变而进行调制(AM)。其中，载波信号的振幅会随着被调制信号的一些特征发生变换。幅度调制的原理如图错误!文档中没有指定样式的文字。-1所示。当两个信号，载波信号和调制信号，它们满足以下条件：载波信号的频率明显大于调制信号的频率。利用傅里叶变换，令两个信号在时域相乘，可以将其视为载波信号幅度的调制，如式(2-1)所示：其中，Sc(t)为载波信号，可以将其表示为一个余弦信号：其中，Ac是载波信号的幅值，fc是载波信号的频率，φc是载波信号的初始相位。SM(t)是调制信号，可以将其简化为下式：的初始相位。而为了获得双边带全载波调制(DSB-FC),AMn的值需要不为零。否则，产生双边带抑制载波调制。在这类场景中，Am通常永远不会是零均值S(t)=[AM+Au会被轴反射，即被轴转动发出的信号所调制，这个时候，使用麦克风来记录下被反射回的信号，这个信号就是轴周期振动产生的信号调制过的信号。当采用移动设备进行发声，并同时记被调制的信号以及载波信号，根据前面的分析，在频域里就对应着载波信号和其高频和低频分量，轴的基本转频就是载波和边频之间相上述就是幅度调制的原理，通过这一步将包含转频的信号转移到了另一个频带，更加方便对信号进行分析。而在记录有效声信号的同时，也避免不了记录下许多低频环境噪声，如何过滤掉这些噪声，并将包含转频的信息在此准确的还原到频谱上，这就是这一章下面讨论的重点。对比卷积的概念，可以发现，希尔伯特变换在实际上就是利用原始信号，令其与特定信号做卷积。而这个用来卷积的信号如(0-6)所示因此，Hilbert变换系统可看作是将原来的一个信号经由一个信号变换系统，这个变换系统的信号冲击和响应为h(t)。上述是Hilbert变换的定义，而x(t)解析过程为：由此我们得到，将一个实数调制信号转换成一个解析调制信号的方法，其结果也就是，把一个一维的调制信号转换成二维或三维复合平面上的调制信号，复数的模和幅值分别代表调制信号在同一时间内的幅值和相位。本研究课题将充分利用这个特点，完成对调制信号的转换和解调，并通过快速傅里叶变换方法来实现调制时域向频率区间的转变。1.1.3FFT快速傅里叶变换快速傅里叶变换(FastFourierT析方法，其特点有高效，快速，这种特点体现在算法能令利用傅里叶变换的次数减少，并且，需要变换的点数越多，其计算量就越小，而其基本思想就是把原来的序列按照一定的次序分解为一系列的短序列。在利用离散傅里叶变换中的指数因子的周期性以及对称性，组合短序列以及相应的离散傅里叶变换，这样能减少运算量，加快运算速度。而这种优点，使得快速傅里叶变换在信号的实时处理与分析方面获得了广泛应用。例如，对于各种语音复用信号的高频分析和语音合成，在频域上可以进行语音信号的高频滤波以及其他各种相关讯号信息的综合分析，由于快速傅里叶函数变换的这种基本特性，使得它们在一些系统算力有限的应用平台，如许多嵌入式系统研究者和开发者等平台上都已经能够做到充分发挥较大的算力优势，能够大幅度地有效减少系统运算执行次数的消耗同时，也不需要快速完成一个时域数字信号中的离散傅里叶变换，这在系统进行希尔伯特包络后，能将一个频率离散区间内的一个时域数字信号直接变换为一个频率离散区间内的频域信号，进一步检索频率最大值就能得到有效转频。在本课题中，将采用ST公司提供的官方DSP库中的FFT函数来对其进行处理。根据上一节所述的基于移动设备的主动发声测速原理，这一节将主要介绍总体的实施方案设计。本文的研究课题将射频测速控制装置系统分为六大控制模块，每一个控制模块分别配置可以用来实现其特定的控制功能，即：收声控制模块，发声控制模块，数据采集控制模块，数据处理控制模块，人机交互控制模块，显示控制模块。下面分别讨论这些模块需要实现的功能以及实现方案。(1)发声模块这一模块主要用于发出高频率载波，需要利用单片机控制发出不同频率的载波，而且频率的范围在转频(通常为5-30Hz),这点在单片机上可以利用无源蜂鸣器来实现，将无源蜂鸣器接在单片机的一个IO□上，只需要给这个引脚以一个频率就可以实现无源蜂鸣器的发声。(2)收声模块(3)数据采集模块经过收声模块，得到的是随时间变化的模拟电信号，而需要输入进单片分析以及对其进行处理。而这需要对单片机中的AD模块进(4)数据处理模块换以及检索频率幅值最大值，在MATLA