CQ Publishing / Mbed 2 deprecated FftTest

Interface 2015年4月号 第１部 第７章のプログラム

Dependencies:   USBDevice mbed

概要

このプログラムは、

• ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、ノッチフィルタ
  を行うFilterTestクラス、
• FFT (256点)
  を行うFftTestクラス、
  波形をUSBシリアル通信でホストへ送信するmain関数で構成されています。

FilterTest.h, FilterTest.cpp

• A-Dサンプリング - 1 kSPS
• ハイパスフィルタ（遮断周波数 0.5 Hz、1次バターワース）
• ローパスフィルタ（遮断周波数 30 Hz、2次バターワース）
• ノッチフィルタ（中心周波数 50 Hz、2次）

FftTest.h, FftTest.cpp

• 256点FFT演算 - クーリー-テューキー アルゴリズム 基数-2 時間間引き
• ハン窓（ハニング窓）適用
• パワー値計算
• 振幅値計算
• 振幅値正規化（実効値にスケーリング）

main.cpp

• データ送信レート - 200 SPS
• メインループ - ポーリングにより、サンプリング、フィルタ処理完了フラグがセットされたら、
  また、FFT完了フラグがセットされたらUSBシリアル通信経由で、ホストへ送信する

シリアル通信フォーマット

　（※）誌面ではパケットサイズ 64 byteとなっていますが、
　　　　64 byteでは、PCのUSBドライバが 4096 byteまで保持し、波形が滑らかに描画できないため、
　　　　Ver.1.0.2で、32 byteに変更しています。

• 34byte固定長パケット方式
• 波形データパケット、FFTパケットの２種類

Description

This contains FilterTest class, FftTest class and main function.

FilterTest class:

• High pass filter, Low pass, Notch filter

FftTest class:

• FFT (256 points)

Main function:

• Send waveform and FFT data to host via USB serial class.

FilterTest.h, FilterTest.cpp

• A-D sampling - 1 kSPS
• High pass filter - Cut off frequency 0.5 Hz, first order butterworth
• Low pass filter - Cut off frequency 30 Hz, second order butterworth
• Notch filter - Center frequency 50 Hz, second order

FftTest.h, FftTest.cpp

• 256 points FFT - Cooley-Tukey algorithm Radix-2 Decimation-In-Time
• Apply Hann window
• Calculate power spectrum
• Calculate amplitude spectrum
• Normalize amplitude

main.cpp

• Data sending rate - 200 SPS
• Main loop - sending waveform and FFT data via USB serial interface when detecting ready flag.

Packet format for USB serial interface

• Packet size: 34 bytes(fixed)
• Two types of packet, waveform packet and FFT packet