除了本科入门课程之外，我对 DSP 知之甚少。我正在寻找一种 C 算法，该算法采用 ADC 样本并确定是否存在特定频率（在 100KHz 范围内）；不关心信号的任何其他分量。
我不知道从哪里开始。我看了Goertzel算法；这是一个值得推荐的方法吗？
我想知道用 ARM 微控制器分析 100KHz 的信号是否可行，或者我需要特殊的 DSP 品种吗？
我是否应该使用 PLL 或类似的东西来解决这个问题？如果是这样，有人有一些设计参考吗？
谢谢！
检测特定频率的存在（或缺乏）
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频率
2022-01-31 10:31:26
2个回答
关于实现问题，也许您可以告诉我们更多有关您的硬件的信息：ARM 系列（Cortex M3 还是 M4？），时钟频率...
Goertzel 算法的定点实现是十几个指令，因此在时钟频率为 72 MHz 的低端 ARM 微控制器（例如 STM32F1 或 LPC1343）上以 1 MHz 的采样率确实可以做到这一点（假设你没有读取 ADC 有很多开销，例如让 DMA 子系统处理这个）。
然而：
- 您可能会达到 ADC 采样率的上限，并且/或者几乎没有余量来设计抗混叠滤波器（比如 105kHz 是感兴趣的上限频率……您可以在 210kHz 下采样，但需要最陡峭的抗混叠滤波器）混叠滤波器......或者在 800kHz 并且为抗混叠滤波器的过渡带留出更多余量）。
- 这看起来仍然是对 CPU 周期的浪费，尤其是当您只对窄带信号感兴趣时。请记住，如果您唯一感兴趣的是 99kHz 到 101kHz 频段，那么您实际上只需要 4kHz 的采样率来捕获所有有用的信息——前提是您可以通过 100kHz 正弦波调制输入信号。
在这种情况下，如果您控制目标硬件，则在模拟域中进行一些预处理可能会很方便，例如：
- 将信号频移 100kHz，使感兴趣的频带成为基带，这样您就可以以低采样率对其进行采样（需要正弦振荡器、乘法器和低通滤波器）。
- 在感兴趣区域应用窄带通滤波器 + 整流器 + 低通滤波器 - 这将测量感兴趣频带的能量。
如果您熟悉离散傅立叶变换，则它基本上与每个可能频率的正弦波和余弦波相关。因此，如果您只对一个特定频率感兴趣，您可以与您感兴趣的频率的正弦和余弦进行相关。另一种方法是使用带通滤波器，使用 IIR 滤波器可以获得一些非常有效的算法，如果这是您想要的，这将使您获得接近目标频率的频率。