FFT stm32f407 лишние гармоники в выходном массиве Опции

[yanvasiij]

Доброго времени суток!

Процессор stm32f407, библиотека DSP от Stm32CubeMx. Делаю выборку из 1024 отсчетов встроенного АЦП (12 бит) с частотой 1024 Гц. Когда набирается 1024 отсчета отправляю данные в функции быстрого преобразования Фурье из либы DSP.

Код в более приятном виде можно посмотреть ЗДЕСЬ.

CODE

arm_cfft_radix2_instance_q15 fftInstance;
static u32 curInputCursor=0;
static u32 dataIsReady = 0; /**< Флаг для начала преобразования фурье */
static q15_t input [2048]; /**< входной массив данных */
static q15_t output [1024]; /**< выходной массив данных */

/** @brief прерывание по таймеру с частотой 1024 Гц */
extern "C" void timerInterrupt (void)
{
input[curInputCursor++]=uhADCxConvertedValue; /**< Набираю 1024 замера */
if (curInputCursor>=1024)
{
curInputCursor = 0;
dataIsReady = 1; /**< Флаг, сигнализирующий, что выборка готова */
HAL_TIM_Base_DeInit(&htim1); /**< Как только набралось отключаю таймер, чтобы остановить забор замеров */
}
invertLed(); /**< Инвертирую ногу, чтобы на осциллографе проверить действительно ли частота дискретизации 1024 Гц (да, именно так) */
}

/** @brief задача, которая занимается преобразованием фурье */
static void fftTask (void *p)
{
q15_t maxValue; /* Max FFT value is stored here */
uint32_t maxIndex; /* Index in Output array where max value is */

while(1)
{
if (dataIsReady)
{
dataIsReady = 0;

arm_cfft_radix2_init_q15 (&fftInstance, 1024, 0, 1);
arm_cfft_radix2_q15(&fftInstance, input);
arm_cmplx_mag_q15 (input, output, 1024);
u32 index;
saveFft();
timInit(); /**< Снова запускаю таймер для подготовки следующих 1024 замеров */
}
vTaskDelay(5000);
}
}

Если я все правильно понимаю то в массиве output[] должна получиться частотная характеристика с шагом 1 Гц. При этом output[0] - это постоянная составляющая, все остальное гармоники.
Подаю синусоидальный сигнал 50 Гц с амплитудой 1 вольт, смещенный на 1 вольт. Ожидаю, что в output[0] будет значение постоянной составляющей, а в output[50] амплитуда 50-ой гармоники.
Однако в результате output[0] всегда равен нулю, в output[1] некоторое значение очень похожее на постоянную составлющую, в output[3] тоже непонятно какое значение (181), а в output[50] как и ожидалось значение гармоники (оно смещается если изменить частоту синусоидального сигнала). Вдобавок нет нет да и появятся непонятные значения в разных гармониках (то output[200], то output[511] и т.п. совершенно случайным образом). Добавил RC-цепочку на вход - не помогло.

Буду очень признателен, если кто растолкует, что я делаю неправильно.

Вот здесь картинка с характеристикой (строю на графике массив output[])

[yanvasiij]

Расскажите чем все закончилось. Куда, что и когда надо сдвигать чтоб в итоге получить правильные значения амплитуды гармоник?

У меня все красиво заработало. Спасибо всем кто помогал и принимал участие! Ниже привожу пример на базе все той же dsp библиотеки. Делаю следующее сначала генерирую сигнал, потом загоняю его в FFT:

CODE

#define FFT_LEN 1024
#define TEST_FREQUENCY 31.969f
#define TEST_AMPL 600.0f

#define TEST_AMPL3 500.0f
#define TEST_FREQUENCY3 64

#define TEST_AMPL4 400.0f
#define TEST_FREQUENCY4 72

#define TEST_AMPL5 300.0f
#define TEST_FREQUENCY5 96

#define TEST_AMPL6 200.0f
#define TEST_FREQUENCY6 128

#define TEST_AMPL2 100.0f
#define TEST_FREQUENCY2 160

...
for (u32 i = 0; i < FFT_LEN; i++)
{
float tmp;
tmp = TEST_AMPL * sin( (TEST_FREQUENCY*2*PI/(FFT_LEN-1)) * i);
tmp += TEST_AMPL2 * sin( (TEST_FREQUENCY2*2*PI/(FFT_LEN-1)) * i);
tmp += TEST_AMPL3 * sin( (TEST_FREQUENCY3*2*PI/(FFT_LEN-1)) * i);
tmp += TEST_AMPL4 * sin( (TEST_FREQUENCY4*2*PI/(FFT_LEN-1)) * i);
tmp += TEST_AMPL5 * sin( (TEST_FREQUENCY5*2*PI/(FFT_LEN-1)) * i);
tmp += TEST_AMPL6 * sin( (TEST_FREQUENCY6*2*PI/(FFT_LEN-1)) * i);
tmp += 600;
int tmpInt;
tmpInt = tmp;
fInput[inputShift] = tmp;
fInput[inputShift+1] = 0;
input[inputShift++] = tmpInt;
input[inputShift++] = 0;
}
for (u32 i = 0; i < FFT_LEN*2; i++)
input[i] = fInput[i];

arm_cfft_f32(&arm_cfft_sR_f32_len1024, fInput, 0, 1);
arm_cmplx_mag_f32 (fInput, fOutput, FFT_LEN);
fOutput[0] = (fOutput[0]*NORMIRATION_COEF)/2;
output[0] = fOutput[0];
for (u32 k=1; k<FFT_LEN; k++)
{
fOutput[k] = fOutput[k]*NORMIRATION_COEF;
output[k] = fOutput[k];
}
...

Если нужно я могу конечно выложить весь проект, но там сделано на базе STMCube, так что очень много всего лишнего и весит при этом такой проект невменяемо много.

[Apparatchik]

Если нужно я могу конечно выложить весь проект, но там сделано на базе STMCube, так что очень много всего лишнего и весит при этом такой проект невменяемо много.

Очень хотелось бы увидеть более полную картину, где уже используется АЦП. Если не затруднит выложите пожалуйста.