數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)—學(xué)生_第1頁(yè)
數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)—學(xué)生_第2頁(yè)
數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)—學(xué)生_第3頁(yè)
數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)—學(xué)生_第4頁(yè)
數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)—學(xué)生_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩22頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)電子與信息工程教研室2006年9月2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹1調(diào)試軟件安裝說(shuō)明8硬件安裝說(shuō)明13實(shí)驗(yàn)一 卷積(Convovle)算法實(shí)驗(yàn)15實(shí)驗(yàn)二 快速傅立葉變換(FFT)算法實(shí)驗(yàn)18實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹一. 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件組成該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)其硬件資源主要包括:l CPU單元l 數(shù)字量輸入輸出單元l 存儲(chǔ)器及信號(hào)擴(kuò)展單元l BOOTLOADER單元l 語(yǔ)音模塊和液晶模塊l CPLD接口l A/D和D/A轉(zhuǎn)換單元l 信號(hào)源單元l 溫控單元l 步進(jìn)電機(jī)l 直流電機(jī)l 鍵盤(pán)接口l 電源模塊系統(tǒng)功能框圖二. 主要功能模塊介紹1. CPU單元CPU單元包括CPU1、CPU2兩塊可以更換的CPU板,可根據(jù)需要

2、,通過(guò)按鍵K10選擇不同種類的CPU板。2. 數(shù)字量輸入輸出單元l 8bit的數(shù)字量輸入(由八個(gè)帶自鎖的開(kāi)關(guān)產(chǎn)生),通過(guò)74LS244緩沖;8bit的數(shù)字量輸出(通過(guò)八個(gè)LED燈顯示),通過(guò)74LS273鎖存。數(shù)字量的輸入輸出都映射到CPU的IO空間。l 數(shù)字量顯示的八個(gè)LED數(shù)碼管,通過(guò)HD7279控制。3. 存儲(chǔ)器及信號(hào)擴(kuò)展單元在該實(shí)驗(yàn)板上,使用的存儲(chǔ)器接口芯片是ISSI公司的IS61C256,它具有以下特點(diǎn):l 訪問(wèn)速度10、12、15、20、25ns可選;l 低功耗:400mW(典型);l 低靜態(tài)功耗-250W(典型)CMOS器件;-55mW(典型)TTL器件;l 全靜態(tài)操作,無(wú)需時(shí)鐘

3、或刷新;l 輸入輸出和TTL電平兼容;l 單5V供電。靜態(tài)存儲(chǔ)器分為兩個(gè)部分,一部分是32K×16bit的程序存儲(chǔ)器(地址為8000H0FFFFH)芯片序號(hào)U20、U21和32K×16bit的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(地址為0000H7FFFH)芯片序號(hào)U22、U23。根據(jù)選擇不同類型的CPU分別映射到相應(yīng)地址的程序空間和數(shù)據(jù)空間。4. 語(yǔ)音處理單元語(yǔ)音CODEC采用TLC320AD50芯片。該芯片采用sigma-delta技術(shù)提供高精度低速信號(hào)變換,有兩個(gè)串行同步變換通道、D/A轉(zhuǎn)換前的差補(bǔ)濾波器和A/D變換后的濾波器。其他部分提供片上時(shí)序和控制功能。Sigma-delta結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)

4、高精度低速的數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換。芯片的各種應(yīng)用軟件配置可以通過(guò)串口來(lái)編程實(shí)現(xiàn)。主要包括:復(fù)位、節(jié)電模式、通信協(xié)議、串行時(shí)鐘速率、信號(hào)采樣速率、增益控制和測(cè)試模式。最大采樣速率22.05kb/s,采樣精度16bit。 語(yǔ)音處理單元由語(yǔ)音輸入模塊、TLC320AD50模塊、輸出功率模塊組成。語(yǔ)音輸入模塊采用偏置和差動(dòng)放大技術(shù),并經(jīng)過(guò)濾波和處理后將輸入到語(yǔ)音編解碼芯片TLV320AD50,前端輸入的電壓范圍為-2.5V+2.5V。經(jīng)過(guò)變換后輸入到AD50的芯片的差動(dòng)信號(hào)范圍為05V。TLC320AD50C作為主方式,通過(guò)DSP的MCBSP0口進(jìn)行通信。 音頻信號(hào)通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換后輸出,由于TLC320AD5

5、0輸出的是差動(dòng)信號(hào),因此首先經(jīng)過(guò)差動(dòng)放大,然后可以推動(dòng)功率為0.4W的板載揚(yáng)聲器,也可以接耳機(jī)輸出。語(yǔ)音處理單元原理框圖語(yǔ)音處理單元接口說(shuō)明:J14:音頻輸入端子,可輸入CD、聲卡、MP3、麥克風(fēng)等語(yǔ)音信號(hào)。J15:音頻輸出端子,可接耳機(jī)、音箱。J3/ J1:語(yǔ)音處理單元輸入/輸出信號(hào)接口J6: 地語(yǔ)音處理單元撥碼開(kāi)關(guān)說(shuō)明:S1:撥碼開(kāi)關(guān):碼位備注1ON:幀同步脈沖接通,缺省設(shè)置; OFF: 幀同步脈沖關(guān)斷;2ON:串口時(shí)鐘接通,缺省設(shè)置;OFF: 緩沖串口時(shí)鐘關(guān)斷;S2:撥碼開(kāi)關(guān)碼位備注1ON:直流量輸入,OFF:交流量輸入,缺省設(shè)置2ON:揚(yáng)聲器輸出; OFF:揚(yáng)聲器關(guān)閉,缺省設(shè)置語(yǔ)音處理

6、單元可調(diào)電位器說(shuō)明:“輸入調(diào)節(jié)”:逆時(shí)針音量變大順時(shí)針音量變小“輸出調(diào)節(jié)”:逆時(shí)針音量變大順時(shí)針音量變小5. CPLD接口 采用XILINX公司的XC95144XL芯片,完成譯碼和時(shí)序控制。JTAG4為CPLD下載接口??捎肵ILINX公司的軟件,通過(guò)并口下載電纜對(duì)CPLD在線編程。JTAG4 CPLD下載口定義JTAG1 引腳序號(hào)JTAG功能組相關(guān)說(shuō)明1TCK時(shí)鐘2NC空腳3TMS模式控制4GND地5TDI數(shù)據(jù)輸入 6NC空腳 7TDO數(shù)據(jù)輸出8GND地9+5V電源10+5V電源 D2、D3為CPLD工作指示燈 ,正常工作時(shí)D2、D3點(diǎn)亮。CPU1復(fù)位時(shí), D3不亮,CPU2復(fù)位時(shí),D2不亮

7、。6. D/A轉(zhuǎn)換單元數(shù)模轉(zhuǎn)換采用DAC08芯片,分辨率8位,精度1LSB,轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)85ns 。DAC08可以應(yīng)用在8-bit, 1us A/D變換,伺服電機(jī)、波形發(fā)生、語(yǔ)音編碼、衰減器、可編程功率變換器、CRT顯示驅(qū)動(dòng)、高速modems 以及其他要求低成本、高速等多功能場(chǎng)合。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,DAC08采用對(duì)稱偏移二進(jìn)制輸出方式,輸出電壓范圍-5V+5V。注:Vref=+10V對(duì)稱偏移二進(jìn)制輸出編碼圖 底板DAC08參考電壓Vref=+5V;輸入00h,輸出電壓-5V;輸入ffh,輸出電壓+5V。D/A單元原理框圖數(shù)模轉(zhuǎn)換單元接口說(shuō)明: S24:撥碼開(kāi)關(guān)碼位備注2ON, DA輸出給直流電機(jī)

8、控制端;OFF, DA輸出懸空,缺省設(shè)置;1ON, DA輸出給J4端子;OFF, DA輸出懸空,缺省設(shè)置; J4:DA輸出端子 J2:地7. A/D轉(zhuǎn)換單元模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片選用AD7822,單極性輸入,采樣分辨率8BIT,并行輸出;內(nèi)含取樣保持電路,以及可選擇使用內(nèi)部或外部參考電壓源,具有轉(zhuǎn)換后自動(dòng)Power-Down的模式,電流消耗可降低至5A以下。轉(zhuǎn)換時(shí)間最大為420ns, SNR可達(dá)48dB,INL及DNL都在±0.75 LSB以內(nèi)??蓱?yīng)用在數(shù)據(jù)采樣、DSP系統(tǒng)及移動(dòng)通信等場(chǎng)合。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,參考電壓源+2.5V,偏置電壓輸入引腳Vmid=+2.5V。模擬輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)放處理后輸

9、入AD7822。 模數(shù)單元原理框圖模數(shù)轉(zhuǎn)換單元撥碼開(kāi)關(guān)說(shuō)明:S25:撥碼開(kāi)關(guān)碼位備注1ON, 信號(hào)源1輸出給AD;OFF, AD輸入懸空,缺省設(shè)置;2ON, 信號(hào)源2輸出給AD;OFF, AD輸入懸空,缺省設(shè)置; S26:撥碼開(kāi)關(guān)碼位備注1ON, 溫控單元輸出給AD;OFF, AD輸入懸空,缺省設(shè)置;2ON, J12端子輸入給AD;OFF, AD輸入懸空,缺省設(shè)置; J12: AD輸入端子 J23:地 撥碼開(kāi)關(guān)其它設(shè)置狀態(tài)為非法狀態(tài)8. 信號(hào)源單元頻率、幅值可調(diào)雙路三角波、方波和正弦波產(chǎn)生電路采用兩片8038信號(hào)發(fā)生器,輸出頻率范圍20100KHz,幅值范圍-10V+10V。輸出波形、頻率范圍

10、可通過(guò)波段開(kāi)關(guān)來(lái)選擇。頻率、幅值可獨(dú)立調(diào)節(jié)。兩路輸出信號(hào)可以經(jīng)過(guò)加法器進(jìn)行信號(hào)模擬處理和混疊,作為信號(hào)濾波處理的混疊信號(hào)源。混疊后的信號(hào)從信號(hào)源1輸出。ICL8038原理框圖信號(hào)源單元原理框圖信號(hào)源單元波段開(kāi)關(guān)說(shuō)明:波形選擇波段開(kāi)關(guān)撥到底板絲印的相應(yīng)位置選擇對(duì)應(yīng)的波形(正弦、三角、方波),頻率選擇波段開(kāi)關(guān)撥到底板絲印的相應(yīng)位置選擇對(duì)應(yīng)的頻率范圍(02K、2K10K、10K120K)。信號(hào)源單元電位器說(shuō)明:“頻率調(diào)節(jié)”左旋變小右旋變大“幅值調(diào)節(jié)”左旋變大右旋變小 J8:信號(hào)源1輸出 J7:信號(hào)源2輸出 J5:地綜上所述,以上介紹了該系統(tǒng)的硬件資源,看完這些內(nèi)容,應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有一個(gè)基本的了解,并

11、在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熟悉每個(gè)單元在的具體應(yīng)用。調(diào)試軟件安裝說(shuō)明一. CCS的安裝利用CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,用戶可以在一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境下完成工程定義、程序編輯、編譯鏈接、調(diào)試和數(shù)據(jù)分析等工作環(huán)節(jié)。下圖為典型CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境窗口示例。整個(gè)窗口由主菜單、工具條、工程窗口、編輯窗口、圖形顯示窗口、內(nèi)存單元顯示窗口和寄存器顯示窗口等構(gòu)成。以安裝CCS5000(2.0)為例:CCS軟件安裝系統(tǒng)要求要使用Code Composer Studio操作平臺(tái)必須滿足以下的要求: IBM PC(或兼容機(jī)) Microsoft Window95/98/ NT 4.0/2000/XP 32M 內(nèi)存,100M 硬盤(pán)空間,奔騰處理器,

12、SVGA(800*600)Code Composer Studio的安裝(1) 安裝CCS到系統(tǒng)中。將CCS安裝光盤(pán)放入到光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中,運(yùn)行CCS安裝程序setup.exe。出現(xiàn)以下畫(huà)面。如果在WindowsNT下安裝,用戶必須要具有系統(tǒng)管理員的權(quán)限。選擇NEXT,按系統(tǒng)提示安裝,默認(rèn)安裝路徑是“C:ti”。(2) 安裝完成后,在桌面上會(huì)有“CCS 2(C5000 )”和“Setup CCS 2(C5000 )”兩個(gè)快捷方式圖標(biāo)。分別對(duì)應(yīng)CCS應(yīng)用程序和CCS配置程序。(3)如果用戶的操作系統(tǒng)為Windows 95,則可能需要增加環(huán)境變量空間。方法是將語(yǔ)句“shell=c:windowscom

13、mandcome:4096p”添加到C盤(pán)根目錄下的CONFIGSYS文件中,然后重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。這條語(yǔ)句將環(huán)境變量空間設(shè)置為4096字節(jié)。二. CCS的設(shè)置安裝CCS軟件與普通的程序安裝類似,沒(méi)有特殊要求。下面介紹安裝完成后如何設(shè)置CCS軟件。如果CCS是在硬件目標(biāo)板上運(yùn)行,則先要安裝目標(biāo)板驅(qū)動(dòng)程序,然后運(yùn)行“CCS Setup”配置驅(qū)動(dòng)程序,最后才能執(zhí)行CCS。除非用戶改變CCS應(yīng)用平臺(tái)類型,否則只需運(yùn)行一次CCS配置程序。運(yùn)行Code Composer Studio Setup軟件,即桌面上的Setup CCS2(C5000)圖標(biāo)。進(jìn)入以下畫(huà)面,點(diǎn)擊右邊的“Install a Device

14、 Driver”彈出對(duì)話框,在CCS的安裝目錄中找到drivers找到相應(yīng)的設(shè)備,這里舉例54XX系列。點(diǎn)擊“OK”按鈕,會(huì)發(fā)現(xiàn)在中的框中多了“tixds54X”這個(gè)設(shè)備,然后點(diǎn)擊“Add To System”出現(xiàn)在“Board Properties”對(duì)話框在Board下面的下拉菜單中選擇第二項(xiàng)“Auto-generate board data file with extra configuratic”,這里“Configuratic File”變成可見(jiàn),點(diǎn)擊“Browse”在CCS目錄中的drivers目錄中找到Techusb2.cfg這個(gè)文件,選中打開(kāi),然后點(diǎn)擊“Next>”按鈕。出

15、現(xiàn)下面的對(duì)話框后,將I/O port 的Value改成0x280。點(diǎn)擊“Next>”選中”TMS320C5400”點(diǎn)擊旁邊的“Add Single”按鈕,在右邊的框中會(huì)出現(xiàn)“CPU_1”,點(diǎn)擊“Next>”在“startup GEL”中點(diǎn)擊右邊的小按鈕,在打開(kāi)對(duì)話框中選擇你需要的文件。完成上面的操作后。出現(xiàn)信息如下點(diǎn)“File”菜單中的“Save”存盤(pán),然后退出,彈出對(duì)話點(diǎn)擊是,就會(huì)啟動(dòng)CCS軟件硬件安裝說(shuō)明硬件仿真器是進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的必備工具,它是采用邊界掃描技術(shù)和CPU芯片通過(guò)JTAG口相連接。實(shí)現(xiàn)了主機(jī)對(duì)CPU芯片的完全檢測(cè)和控制??梢酝ㄟ^(guò)JTAG和相應(yīng)的軟件調(diào)試環(huán)境實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的

16、硬件調(diào)試和軟件的再現(xiàn)調(diào)試開(kāi)發(fā)工作。一. DSP硬件仿真器的安裝第一步 取出開(kāi)發(fā)系統(tǒng),檢查是否齊全EPP開(kāi)發(fā)系統(tǒng)A 關(guān)閉PC機(jī)電源,將專用電纜插入并口中,注意插接要穩(wěn)固。B 用+5V穩(wěn)壓電源通過(guò)電源插口給仿真器供電。C啟動(dòng)PC機(jī),安裝新硬件,驅(qū)動(dòng)程序eppdrive.zipUSB開(kāi)發(fā)系統(tǒng)A關(guān)閉PC機(jī)電源,將專用電纜插入U(xiǎn)SB口中,注意插接要穩(wěn)固。B啟動(dòng)PC機(jī),安裝新硬件,驅(qū)動(dòng)程序usbdrive.zipPCI開(kāi)發(fā)系統(tǒng)A關(guān)閉PC機(jī)電源,取下機(jī)箱盒,將PCI卡插入PCI插槽中,注意插接要穩(wěn)固。B啟動(dòng)PC機(jī),安裝新硬件,驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閜citfsetup.zipC安裝好PCI卡后,用37針專用連線,連接P

17、CI卡與連接仿真盒,再將仿真盒另一端,連好JTAG接線。第二步 將以安裝好的仿真器JTAG線,插入CPU板上的JTAG接口。 至此,硬件仿真器安裝完成。二. DSP硬件仿真器的使用硬件仿真器的用法比較簡(jiǎn)單,只要將JTAG口連接正確,DSP芯片能夠正常工作并且軟件調(diào)試環(huán)境配置正確即可以應(yīng)用。下面給出JTAG的定義:注意第六腳是空腳。接通電源,把實(shí)驗(yàn)箱后方的電源開(kāi)關(guān)打到“1”位置,實(shí)驗(yàn)箱通電,實(shí)驗(yàn)箱電源單元的指示燈LED1、2、3、4指示燈點(diǎn)亮。 雙擊桌面上的CCS2(C5000)圖標(biāo),進(jìn)入CCS軟件界面,可以開(kāi)始。進(jìn)行程序的開(kāi)發(fā)和調(diào)試。22實(shí)驗(yàn)一 卷積(Convovle)算法實(shí)驗(yàn)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

18、. 了解卷積算法的原理。2. 掌握TMS320匯編程序在CCS環(huán)境下的編譯和調(diào)試方法。二. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備計(jì)算機(jī)、DSP硬件仿真機(jī)、EXPII實(shí)驗(yàn)箱。三. 實(shí)驗(yàn)原理若LTI系統(tǒng)的響應(yīng)為h(n),h(n)稱為系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng),則由時(shí)不變特性有,系統(tǒng)對(duì)的響應(yīng)為h(n-k);又根據(jù)齊次性,系統(tǒng)對(duì)的響應(yīng)為;再由疊加性,系統(tǒng)對(duì)的響應(yīng)為,即離散時(shí)間LTI系統(tǒng)對(duì)輸入x(n)的響應(yīng)為:此式稱為卷積和,通常記為:四. 實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容1. 重新熟悉卷積的基本原理;2. 閱讀本實(shí)驗(yàn)所提供的樣例子程序;3. 運(yùn)行CCS軟件,對(duì)樣例程序進(jìn)行跟蹤、分析結(jié)果、記錄必要的參數(shù);4. 填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。A.實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備1)正確完成計(jì)算

19、機(jī)、DSP仿真器和實(shí)驗(yàn)箱的連接后,按鍵K10,即仿真器連接右邊的CPU,系統(tǒng)上電。2)設(shè)置實(shí)驗(yàn)板上的撥碼開(kāi)關(guān),其他開(kāi)關(guān)缺省設(shè)置:S25: 輸入信號(hào)選擇 S26: 輸入信號(hào)選擇碼位 備注1ON,信號(hào)源1輸給AD2 OFF碼位 備注1OFF2OFFS22: 中斷源選擇 碼位 備注1 ONCPU中斷2給A/D轉(zhuǎn)換2 OFF 單元S3: 撥碼開(kāi)關(guān) 碼位 備注1OFF:A/D單元采樣時(shí)鐘為低頻,缺省設(shè)置;采樣頻率為250KHz 2OFF:也可為ON,信號(hào)源輸出為信號(hào)源1,2路的混頻輸出 B.實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)CCS2.0,Project/Open 打開(kāi)“Algorithm”目錄中“exp04_cpu2”子目錄下“

20、Exp-CONV-AD.prj”工程文件,雙擊“Exp-CONV-AD.prj”及其“Source”可查看各源程序;加載“Exp-CONV-AD.out”;在主程序中,在t+及flag=0處分別設(shè)置斷點(diǎn);單擊“Run”運(yùn)行程序,程序?qū)⑦\(yùn)行至第一個(gè)斷點(diǎn)處停止;用View/Graph/Time/Frequency打開(kāi)圖形觀察窗口;設(shè)置圖形窗口變量及參數(shù);采用雙綜觀察兩路輸入變量Input及Impulse的波形,波形長(zhǎng)度為128,數(shù)值類型為32位浮點(diǎn)型。將第一個(gè)觀察窗口命名為Gaphiacal_1。再打開(kāi)一個(gè)圖形觀察窗口,以觀察卷積結(jié)果波形;該窗口的參數(shù)設(shè)置為:變量為Output,長(zhǎng)度為256,數(shù)據(jù)

21、類型為32位浮點(diǎn)數(shù);將第二個(gè)觀察窗口命名為Gaphiacal_2。調(diào)整觀察窗口,觀察兩路輸入信號(hào)波形和卷積結(jié)果波形;這兩路信號(hào)輸入波形是由程序產(chǎn)生,并對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行卷積。(為在同一個(gè)窗口中顯示卷積的輸入和輸出信號(hào)波形,在Window/中選擇cascade窗口顯示風(fēng)格,并選擇Graphical_1和Graphical_2進(jìn)行顯示)單擊“Run”,程序運(yùn)行至第二個(gè)斷點(diǎn)處,調(diào)整圖形觀察窗口,該部分實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)箱的信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)作為卷積的兩個(gè)輸入信號(hào),觀察卷積結(jié)果。 單擊“Animate”運(yùn)行程序,或按“F10”運(yùn)行程序;調(diào)整觀察窗口,并觀察卷積結(jié)果;改變輸入信號(hào)的波形、頻率、幅值,觀察卷積結(jié)果,

22、實(shí)驗(yàn)結(jié)束。五. Convolve子程序說(shuō)明時(shí)域表達(dá)式:子程序參數(shù)說(shuō)明: Void Convolveok(Input,Impulse,Output,Length)Input:原始輸入數(shù)據(jù)序列,浮點(diǎn)型,長(zhǎng)度128;Impulse:沖激響應(yīng)序列,浮點(diǎn)型,長(zhǎng)度128;Output: 卷積輸出結(jié)果序列,浮點(diǎn)型,長(zhǎng)度256;Length: 參與卷積運(yùn)算的兩輸入序列的長(zhǎng)度; 六. 思考題 1、 總結(jié)在使用CCS中遇到的問(wèn)題。2、 分析樣例中的算法的實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)驗(yàn)二 快速傅立葉變換(FFT)算法實(shí)驗(yàn)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 加深對(duì)DFT算法原理和基本性質(zhì)的理解。2. 熟悉FFT算法原理和FFT子程序的應(yīng)用。3. 學(xué)

23、習(xí)用FFT對(duì)連續(xù)信號(hào)和時(shí)域信號(hào)進(jìn)行譜分析的方法,了解可能出現(xiàn)的分析誤差及其原 因,以便在實(shí)驗(yàn)中正確FFT。二. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備計(jì)算機(jī)、DSP硬件仿真器、EXPII實(shí)驗(yàn)箱,音頻線,音源(電腦音頻播放)三. 實(shí)驗(yàn)原理1. 離散傅立葉變換DFT的定義:將時(shí)域的采樣變換成頻域的周期性離散函數(shù),頻域的采樣也可以變換成時(shí)域的周期性離散函數(shù),這樣的變換稱為離散傅立葉變換,簡(jiǎn)稱DFT。2. FFT是DFT的一種快速算法,將DFT的N2步運(yùn)算減少為步,極大的提高了運(yùn)算的速度。3. ,稱為蝶形因子式旋轉(zhuǎn)因子,該旋轉(zhuǎn)因子有變換規(guī)律。4. 蝶形運(yùn)算規(guī)律。四. FFT算法對(duì)于旋轉(zhuǎn)因子來(lái)說(shuō),有如下的對(duì)稱性和周期性:對(duì)稱性: 周

24、期性:FFT就是利用了旋轉(zhuǎn)因子的對(duì)稱性和周期性來(lái)減少運(yùn)算量的。FFT算法將長(zhǎng)序列的DFT分解為短序列的DFT。N點(diǎn)的DFT先分解為兩個(gè)N/2點(diǎn)的DFT,每個(gè)N/2點(diǎn)的DFT又分解為兩個(gè)N/4點(diǎn)的DFT等等,最小變換的點(diǎn)數(shù)即基數(shù),基數(shù)為2的FFT算法的最小變換是2點(diǎn)DFT。一般而言,F(xiàn)FT算法分為時(shí)間抽選(DIT)FFT和頻率抽選(DIF)FFT兩大類。時(shí)間抽取FFT算法的特點(diǎn)是每一級(jí)處理都是在時(shí)域里把輸入序列依次按奇/偶一分為二分解成較短的序列;頻率抽取FFT算法的特點(diǎn)是在頻域里把序列依次按奇/偶一分為二分解成較短的序列來(lái)計(jì)算。DIT和DIF兩種FFT算法的區(qū)別是旋轉(zhuǎn)因子出現(xiàn)的位置不同,DIT

25、 FFT中旋轉(zhuǎn)因子在輸入端,DIF FFT中旋轉(zhuǎn)因子在輸出端,除此之外,兩種算法是一樣的。在本設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)的是基2的時(shí)間抽取FFT算法。時(shí)間抽取FFT是將N點(diǎn)輸入序列按照偶數(shù)和奇數(shù)分解為偶序列和奇序列兩個(gè)序列:偶序列:x(0),x(2),x(4),x(N-2)奇序列:x(1),x(3),x(5),x(N-1)因此,x(n)的N點(diǎn)FFT可表示為: 上式中,Y(k),Z(k)分別是一個(gè)N/2點(diǎn)的DFT。以同樣方式進(jìn)一步抽取,就可以得到N/4點(diǎn)的DFT,重復(fù)這個(gè)抽取過(guò)程就可以使N點(diǎn)的DFT用一組2點(diǎn)的DFT來(lái)計(jì)算。在基數(shù)為2的FFT中,設(shè)N=2M,則總共有M級(jí)運(yùn)算,每級(jí)有N/2個(gè)2點(diǎn)DFT蝶形運(yùn)算,因此,N點(diǎn)FFT共有(N/2)個(gè)蝶形運(yùn)算。五. 實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容1. 復(fù)習(xí)DFT的定義、性質(zhì)和用DFT作譜分析的有關(guān)內(nèi)容;2. 復(fù)習(xí)FFT算法原理與編程思想,并對(duì)照DIT-FFT運(yùn)算流程圖和程序框圖,了解本實(shí)驗(yàn)提供的FFT子程序;3. 閱讀本實(shí)驗(yàn)所提供的樣例子程序;4. 運(yùn)行CCS軟件,對(duì)樣例程序進(jìn)行跟蹤、分析結(jié)果、記錄必要的參數(shù);5. 填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。A.實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備1) 用音頻線連接“語(yǔ)音模塊”音頻輸入端J14與音頻源,K10按鍵彈起即仿真器選擇連接左邊的CPU:CPU1;2) 調(diào)節(jié)音頻輸入R43調(diào)節(jié)旋鈕至適當(dāng)位置;3) “語(yǔ)音模塊”的撥碼開(kāi)關(guān)位置如下:S1: 撥碼開(kāi)關(guān) S2: 撥碼

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論