ADuC7026でFFTその２
先日、DWM３月号のおまけ基板でFFTスペアナもどきの実験をしましたが、折角なので、もう少し遊んでみました。
今回の改修では、実用性を考えて周波数範囲を10kHzまでとし、そのかわり２倍のオーバーサンプリングをすることで、FFT処理前に簡易なアンチ・エイリアスシング・フィルタ(FIRフィルタ)をかけることにしました。
（あくまでも簡易フィルタなので、ADC入力前に十分フィルタリングする必要があります。）
またFFT演算部を16bit固定小数点に書き直したため、ADuC7026は8kBのRAM容量ですが、FFTサンプル数512をなんとか確保できました。
＜仕様？＞
・サンプリング周波数 40kHz（２倍オーバサンプリング）
・FFTサンプル数 512
・測定周波数範囲 ～10kHz
・周波数分解能 約40Hz
・レベル表示 0～-80dB
・窓関数 ハニング窓
なお、ADuC7026のADCは12bitなので、表示範囲が「～-80dB」となってますが、ダイナミックレンジ的には60dB程度がいいところです。
で、早速、自作モジュラーシンセのスペクトラムをいろいろと観測してみました。
VCO波形（矩形波）
minimoogクローンVCFのレゾナンス
VCFを発振させ、矩形波LFOで変調（FSK？）
うーん、こんな簡単な「おもちゃ」でも結構楽しめます。
ちなみに動画ではこんな感じっす。
＜おまけ＞
ADuC7026_FFTスペアナ実験回路
ADuC7026_FFTスペアナROMイメージ
なお、ソースファイルは公開するつもりはありません。
なにせ寄せ集めものなので…(^_^;)
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コメント
ダイナミック・レンジを押さえつけている要因はなんでしょうか？
投稿： 酔漢 | 2006/03/13 08:32
おお～、これはかなり面白そうですね。同じボードを持っていてもさっぱり活用していないのがお恥ずかしいです（笑）。今度オシロと組み合わせて試してみたいと思います。
投稿： 寿小五郎 | 2006/03/13 18:13
酔漢さん＞
60dBはかなり大雑把ですが、ADCが12bitに起因する量子化ノイズと、クリップによる歪みを考えるとこの程度かな？と言うだけです。(^_^;)
寿小五郎さん＞
当初は難しそうだなと思ってましたが、PICなどよりは相当パワーのあるマイコンなので、プログラム的には案外気楽なもんです（笑）
とりあえずなら、外付け回路も簡単なものでいいので、ぜひ遊んでやってくださいませ。
投稿： RJB | 2006/03/13 23:37
なるほど、わかりました。2番目の波形は、FM変調らしいスペクトラムですね。
投稿： 酔漢 | 2006/03/14 10:49
確かに見えますね…
元はVCOのパルス波(DUTY<10%)で、インパルス応答もどきを観測してみました。
投稿： RJB | 2006/03/15 00:31
>60dBはかなり大雑把..
は、どうやって計算するのかしら、1ビット当たり、6dB（2倍)tと考えて、一般には１６ビットで、(16X6dB)=96dBとかんがえるのかしら。
12bitなら、72dB、ここから、ノイズ分を大雑把に12db割り引きして60dB？
投稿： takeda | 2006/03/15 01:46
まあそんな感じです。すいません適当で(^_^;)
20log(12bit)の72dBと、あと入力バッファやADCでのクリップマージンとして8～10dB(2.5Vp-p→1Vp-p)程度見込んだだけです。（クリップが発生すると、折り返し雑音がスペクトラム上にワァーっと拡がるのでノイズフロアが上がったようになります。）
投稿： RJB | 2006/03/15 23:15