Analisi spettrale attraverso FFT con MSP430

Di seguito una descrizione dell’integrazione FFT con MSP430, mediante l’ottimizzazione dell’algoritmo di calcolo FFT è stato possibile integrare a bordo della scheda di valutazione MSP430F5529 USB LaunchPad Evaluation Kit

FFT con MSP430 EXP430F5529LP

MSP430F5529 USB LaunchPad Evaluation Kit

Utilizzando il convertitore analogico digitale integrato nell’MSP abbiamo campionato l’ingresso con una frequenza di campionamento di 20KHz e memorizzato i campioni all’interno di un buffer da 1024 valori.

Con l’utilizzo della libreria MyFFT è stato possibile creare un analisi FFT su 1024  punti.  È però possibile estendere la dimensione del buffer sostituendo la CPU con il modello MSP430F5659 che rispetto alla precedente ha 66KB RAM (+86% di spazio in più rispetto alla CPU – MSP430F5529 – montata sulla scheda di valutazione.

La libreria MyFFT produce, in due buffer separati, i contributi della parte real estate e immaginaria del risultato del calcolo FFT con MSP430, questi possono essere utilizzati per calcolare modulo (es. ampiezza di un segnale sinusoidale) e fase (es. campionando con due ingressi analogici due segnali sinusiodali è possibile calcolare lo sfasamento presente tra i due segnali).

Grazie all’ambiente di programmazione CCS (Code Composer Studio) – offerto con liceza gratuita da Texsas Instruments a partire dalla versione 7.0 – è possibile vedere in tempo reale il contenuto della RAM della CPU sotto test e visualizzare sotto forma di grafici porzioni di RAM, per cui è possibile vedere il risultato dell’elaborazione FFT in tempo reale, disegnando di fatto lo spettro del segnale campionato.

CCS - Code Composer Studio - FFT con MSP430

CCS – Code Composer Studio – all’opera l’ambiente di sviluppo Texsas Instruments mentre visualizza in forma grafica una porzione della RAM interna alla CPU MSP430F5529

L’applicazione pratica: analisi spettrale per rilevazione ampiezza di segnali sinusoidali

Abbiamo implementato l’elaborazione FFT per poter rilevare frequenza e ampiezza di segnali sinusoidali, l’obiettivo è stato quello di poter rilevare frequenze da 40 Hz a 10KHz e una dinamica di 60dB (che vuol dire poter risolvere ampiezze di sinusiodi che variano ad esempio da 3.3mVpp a 3,3Vpp).

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