不韋 呂
FFT アナライザ このプログラムの説明は，CQ出版社「トランジスタ技術」の2021年10月号から開始された連載記事「STM32マイコンではじめるPC計測」の中にあります．このプログラムといっしょに使うPC側のプログラムについても同誌を参照してください．
Dependencies: Array_Matrix mbed SerialTxRxIntr DSP_ADDA UIT_FFT_Real Window
Revision 1:d9dbfbe95c8d, committed 2021-11-03
- Comitter:
- MikamiUitOpen
- Date:
- Wed Nov 03 01:29:16 2021 +0000
- Parent:
- 0:e5fc70976c00
- Commit message:
- 2
Changed in this revision
--- a/DoubleBuffer.hpp Thu Sep 09 08:52:33 2021 +0000
+++ b/DoubleBuffer.hpp Wed Nov 03 01:29:16 2021 +0000
@@ -2,7 +2,7 @@
// ダブル･バッファの template クラス
// バッファに２次元配列（Matrix クラス）を使用
//
-// 2021/05/22, Copyright (c) 2021 MIKAMI, Naoki
+// 2021/10/22, Copyright (c) 2021 MIKAMI, Naoki
//--------------------------------------------------------
#ifndef DOUBLE_BUFFER_HPP
@@ -11,19 +11,19 @@
#include "Matrix.hpp"
using namespace Mikami;
-template<class T> class DoubleBuffer
+class DoubleBuffer
{
public:
// コンストラクタ
- explicit DoubleBuffer(int size, T initialValue = 0)
+ explicit DoubleBuffer(int size, float initialValue = 0)
: N_(size), buf_(2, size, initialValue), ping_(0), pong_(1),
index_(0), full_(false) {}
// データを格納
- void Store(T data) { buf_[ping_][index_++] = data; }
+ void Store(float data) { buf_[ping_][index_++] = data; }
// 出力バッファからデータの取り出し
- T Get(int n) const { return buf_[pong_][n]; }
+ float Get(int n) const { return buf_[pong_][n]; }
// バッファが満杯でバッファを切り替える
void IsFullSwitch()
@@ -46,7 +46,7 @@
private:
const int N_; // バッファのサイズ
- Matrix<T> buf_; // バッファ
+ Matrix<float> buf_; // バッファ
int ping_, pong_; // バッファ切替用
int index_; // 入力データのカウンタ
bool full_; // 満杯の場合 true
--- a/IIR_Filter/Coefs_IIR_LP.hpp Thu Sep 09 08:52:33 2021 +0000 +++ b/IIR_Filter/Coefs_IIR_LP.hpp Wed Nov 03 01:29:16 2021 +0000 @@ -1,7 +1,7 @@ //----------------------------------------------------- // 縦続形 IIR フィルタの次数と係数の定義 // -// 2021/06/01, Copyright (c) 2021 MIKAMI, Naoki +// 2021/10/08, Copyright (c) 2021 MIKAMI, Naoki //----------------------------------------------------- #include "Biquad.hpp" @@ -28,8 +28,8 @@ const float G01_ = 1.232249E-03f; // 利得定数 // 白色雑音発生器で使うフィルタ -// 標本化周波数が 100 kHz の場合， -// 100/(4π) ≒8.15 kHz 以上で +// 標本化周波数が 102.4 kHz の場合， +// 102.4/(4π) ≒ 8.15 kHz 以上で // 少なくとも 60 dB 減衰させる LPF // 低域通過フィルタ
--- a/MSeq16.hpp Thu Sep 09 08:52:33 2021 +0000
+++ b/MSeq16.hpp Wed Nov 03 01:29:16 2021 +0000
@@ -1,7 +1,7 @@
//---------------------------------------------------------
-// M 系列信号発生器（N = 16）
+// M 系列信号発生器（N = 16）
//
-// 2020/10/17, Copyright (c) 2020 MIKAMI, Naoki
+// 2021/09/28, Copyright (c) 2021 MIKAMI, Naoki
//---------------------------------------------------------
#include "mbed.h"
@@ -11,32 +11,25 @@
namespace Mikami
{
- class MSeq16
- {
- public:
- MSeq16() : reg_(1) {}
+ class MSeq16
+ {
+ public:
+ MSeq16() : reg_(1) {}
- // 戻り値： 1 => 1, 0 => -1
- int Execute()
- {
- if ((reg_ & B_M_) == B_M_)
- {
- reg_ = ((reg_ ^ XOR_) << 1) | 1; // 1 の場合の処理
- return 1;
- }
- else
- {
- reg_ = reg_ << 1; // 0 の場合の処理
- return -1;
- }
- }
- private:
- static const uint16_t XOR_ = (1 << (2-1))
- | (1 << (3-1))
- | (1 << (5-1)); // XOR の位置に対応する定数
- static const uint16_t B_M_ = 1 << (16-1); // 16 段目に相当するビットを調べる
-
- uint16_t reg_;
- };
+ // 戻り値： 0 => -0.5, 1 => 0.5
+ float Execute()
+ {
+ msb_ = reg_ >> 15;
+ reg_ = ((reg_ ^ XOR_[msb_]) << 1) | msb_;
+ return RET_[msb_];
+ }
+ private:
+ static const uint16_t XOR_[2]; // XOR の一方の入力
+ static const float RET_[2]; // 戻り値として使用
+ uint16_t reg_; // 16 段の D フリップ･フロップに対応
+ uint16_t msb_; // 16 段目に相当するビット
+ };
+ const uint16_t MSeq16::XOR_[2] = { 0, 0x16 };
+ const float MSeq16::RET_[2] = { -0.5f, 0.5f };
}
-#endif // MSEQ16_HPP
\ No newline at end of file
+#endif // MSEQ16_HPP
\ No newline at end of file
--- a/MyFFT_Analyzer/FFT_Analyzer.hpp Thu Sep 09 08:52:33 2021 +0000
+++ b/MyFFT_Analyzer/FFT_Analyzer.hpp Wed Nov 03 01:29:16 2021 +0000
@@ -1,7 +1,7 @@
//-------------------------------------------------------
// FFT を使ってスペクトル解析を行うクラス（ヘッダ）
//
-// 2021/05/22, Copyright (c) 2021 MIKAMI, Naoki
+// 2021/10/19, Copyright (c) 2021 MIKAMI, Naoki
//-------------------------------------------------------
#ifndef FFT_ANALYZER_HPP
@@ -17,7 +17,7 @@
{
public:
// nFft: FFT のデータ点の数
- FftAnalyzer(int nFft);
+ explicit FftAnalyzer(int nFft);
virtual ~FftAnalyzer() {}
void Execute(const Array<float> &xn, Array<float> &absFt);
--- a/main.cpp Thu Sep 09 08:52:33 2021 +0000
+++ b/main.cpp Wed Nov 03 01:29:16 2021 +0000
@@ -8,7 +8,7 @@
// ● 入力： A1
// ● 白色雑音の出力：A2
//
-// 2021/07/11, Copyright (c) 2021 MIKAMI, Naoki
+// 2021/10/22, Copyright (c) 2021 MIKAMI, Naoki
//---------------------------------------------------------------------
#include <string>
@@ -30,14 +30,14 @@
const int N_FFT_ = 1024; // FFT の点数
const int N_FRAME_ = N_FFT_; // １フレーム当たり標本化するデータ数
const int N_SPC_ = N_FFT_/2 + 1; // 有効なスペクトルの点数
-const int RATIO_ = 10; // オーバーサンプリングの倍率
+const int RATIO_ = 10; // ダウンサンプリングの倍率：1/10
const int N_TX_ = 501; // PC に転送するデータ数
-DoubleBuffer<float> buf_(N_FRAME_); // AD の結果を保存するバッファ
+DoubleBuffer buf_(N_FRAME_); // ダウンサンプリングの結果を保存するバッファ
DspAdcIntr myAdc_(10.24f*RATIO_, A1); // 標本化周波数： 102.4 kHz
-DspDac myDac;
+DspDac myDac_;
IirCascade df1_(ORDER1_, CK1_, G01_); // ダウンサンプリング用 Anti-alias フィルタ
-IirCascade df2_(ORDER2_, CK2_, G02_); // 白色雑音発生用低域通貨フィルタ
+IirCascade df2_(ORDER2_, CK2_, G02_); // 白色雑音発生用低域通過フィルタ
MSeq16 mSeq_; // M 系列信号発生器（N = 16）
// ADC 変換終了割り込みに対する割り込みサービス･ルーチン
@@ -48,7 +48,7 @@
float xn = myAdc_.Read(); // AD 変換された値を取得
float noise = df2_.Execute(mSeq_.Execute());
- myDac.Write(0.8f*noise); // 白色雑音出力
+ myDac_.Write(1.6f*noise); // 白色雑音出力
float yn = df1_.Execute(xn); // ダウンサンプリング用 Anti-alias フィルタの実行