频谱剖析在教学科研和生产实践中都有着十分广泛的使用，显现的是信号频率和功率的联系，广泛使用于电子对抗、移动通讯和播送电视等范畴。调频播送的音频规模在30Hz~15KHz，音频质量的好坏影响了调频播送发射机全体的目标。因而，本文对调频播送的输入音频进行频谱剖析，然后提出了一种依据MSP430的FM音频频谱剖析仪的规划方案，使用MSP430处理器的优势来对音频频谱进行调整和改善。
1.前语
在实践的播送电视发射工作中，新的发射机的出场测验，发射机的日常目标测验等都触及了音频的测验。本文规划的音频频谱剖析仪便是从信号源的视点动身，丈量音频信号的频谱，然后确认各频率成分的巨细，为调频播送的各项音频目标的供给参阅。
在本文中首要提出了以MSP43处理器为中心的音频频谱剖析仪的规划方案。以数字信号处理的相关理论知识为辅导，使用MSP430处理器的优势来进行音频频谱的规划与改善，并终究完结了在TFT液晶HD66772上面显现。
2.频谱剖析仪规划原理
因为在数字体系中处理的数据都是经由采样得到，所以得到的数据必定是离散的。关于离散的数据，适用离散傅立叶变换来进行处理。
快速傅里叶变换，是离散傅里叶变换的快速算法，也可用于核算离散傅里叶变换的逆变换，现在已被数字式频谱仪广泛选用。关于长度为N的复数序列 0 1 1 ， ， ， N ？ x x L x ，离散傅里叶变换公式为：
所以一个序列的运算被分化成两个运算的和的方式， （ ） 1 X k 和（ ） 2 X k 能够持续向下分化，终究分化为两点的FFT运算。假如想要FFT运算后的输出为天然顺序摆放，则输入序列需要按位倒序来摆放。
图1为8点FFT的运算图。
经过FFT运算后，能够将一个时域信号变换到频域。有些信号在时域上是很难看出什么特征的，可是假如变换到频域之后，就很简单看出特征了，这便是频谱仪的一般原理。
3.频谱剖析仪的规划及完结
本文介绍了一种依据FFT的的数字音频频谱剖析仪的规划方案，经过ADC采样输入的音频信号，ADC采样完结今后，将数据进行倒序摆放并进行FFT运算，成果经过TFT液晶显现出来。体系的框图如图2所示。
3.1 音频频谱剖析仪硬件完结
为了完结体系功用，选用16bit处理器MSP430来高效处理输入的数据流。MSP430自带ADC12模块，ADC12的采样数据经过运算，经过65K色的液晶显现频谱图。本体系硬件体系图如图3所示。
电源模块为整个体系供给供电。体系还能响使用户按键事情，并进行相应的处理。串口模块为体系的扩展预留。
3.2 音频频谱剖析仪的体系软件规划
体系上电后首先进行体系初始化System_Init（），对看门狗、体系时钟、守时器、I/O端口、ADC等各模块进行初始化。接下来ADC12对接连的模拟信号进行采样，得到离散化的数字信号，由处理器读取该数字信号并进行相应的处理。采样频率过高，采样点数过多，会占用很多名贵的处理器内存，下降数据处理速度；采样频率过低，又会使采样数据失真而无法康复原始接连信号。因而，有必要依据信号的频率规模来设置采样频率，一起要满意采样定理的要求。
当采样频率一守时，添加采样点数能够进步频率分辨率，但数据存储空间和核算量也相应增大。一般可依据实践需要进行采样点数的选取，一般设置为2的整数次幂，以便于进行后续的FFT谱剖析，本体系采样点数为N=16.ADC12采样流程图如图4所示。
采样后的FFT数据处理是体系的又一个要点和难点，一方面，为了得到正序FFT，需要对原始天然序列进行码位倒序摆放；另一方面，为了削减处理器的浮点运算时刻，旋转因子kN W 核算选用查表完结。图5为FFT运算的倒序流程图。
假如提早将余弦和正弦核算出来作为全局变量，核算kN W 就能够直接调用进行加减核算，削减了很多的浮点运算时刻，会以献身一点存储器的价值取得快速的体系呼应。表1是编制的N=16时的余弦和正弦表。
