信号分析与处理实验信号分析与处理实验Projects of Signal Analysis and Processing 教育部电子信息与电气信息基础课程教学指导分委员会立项实验教材教育部电子信息与电气信息基础课程教学指导分委员会立项实验教材陈后金陈后金 郝晓莉郝晓莉 钱满义钱满义 高海林高海林高等教育出版社高等教育出版社 20062006年年 第四篇第四篇 信号处理软硬件实现信号处理软硬件实现 引言引言引言引言 实验一实验一实验一实验一 序列的卷积与相关序列的卷积与相关序列的卷积与相关序列的卷积与相关 实验二实验二实验二实验二 DSPDSP系统定时器及其应用系统定时器及其应用系统定时器及其应用系统定时器及其应用 实验三实验三实验三实验三 信号发生器的实现信号发生器的实现信号发生器的实现信号发生器的实现 实验四实验四实验四实验四 语音信号的压缩与回放语音信号的压缩与回放语音信号的压缩与回放语音信号的压缩与回放 实验五实验五实验五实验五 利用利用利用利用DSPDSP实现信号实时滤波实现信号实时滤波实现信号实时滤波实现信号实时滤波 实验六实验六实验六实验六 利用利用利用利用DSPDSP实现信号频谱动态分析实现信号频谱动态分析实现信号频谱动态分析实现信号频谱动态分析 实验七实验七实验七实验七 利用利用利用利用DSPDSP实现信号调制与解调实现信号调制与解调实现信号调制与解调实现信号调制与解调实验六实验六 利用利用DSPDSP实现信号频谱动态分析实现信号频谱动态分析一、实验目的一、实验目的1.掌握FFT的算法原理和基本性质2.掌握TMS320C54xDSPLIB库函数的调用3.掌握利用DSP系统进行信号频谱分析的方法实验六实验六 利用利用DSPDSP实现信号频谱动态分析实现信号频谱动态分析二、实验原理二、实验原理1.利用N点复序列计算2N点实序列2.TMS320C54xDSPLIB库谱分析函数调用3. 利用DSP实现信号频谱动态分析4.CCS基本调试技术1.利用N点复序列计算2N点实序列设yk是一个长度为2N的实序列，m是其2N点DFT。定义如下两个数组分别是其偶分量和奇分量：xk=y2k，hk=y2k+1，可以得到：Ym=m+W2NmHmYm+N=m-W2NmH m函数rfft就是采用N点复序列计算2N点实序列的。2.TMS320C54xDSPLIB库谱分析函数调用cbrev() 函数说明调用格式void cbrev（DATA *x,DATA *r,unshort n） 功能(将偶数点和奇数点分别按n)倒序入口参数：x：2*n项输入序列，数据定义为短整型。n：定义数组的大小为2*n。出口参数：r是一个2*n项输出序列，存放x倒序后的结果。特殊要求：输入数组首地址最低log2(2*n)位必须为0例：x8=13,-32,-31,22,52,-16,-84,-9x表示复数：13-32j,-31+22j,52-16j,-84-9j输入序列x经cbrev(x,r,4)后，输出序列r为：r8=13,-32,52,-16,-31,22,-84,-9即r表示复数：13-32j,52-16j,-31+22j,-84-9jcbrev() 函数说明rfft()函数说明调用格式：void rfft (DATA x, nx, short scale)功能：计算序列的nx点DFTrfft()函数说明void rfft (DATA x, nx, short scale)入口参数入口参数：x：表示一个nx项的一维数组(16位有符号整型)，该数组由函数cbrev产生。数组x既作为输入数据，又存放变换后的输出数据(同址运算)。nx：表示数组中实数的个数。可取值为16,32,64,128,256,512,1024scale：表示变换系数。scale 0，变换后结果乘以1/nx，否则结果乘以1。出口参数出口参数：x0和x1m=0和m=nx/2时DFT的值。x2和x3m=1时DFT的实部与虚部。xnx-2和xnx-1m=nx/2-1时DFT的实部与虚部。rfft()函数说明void rfft (DATA x, nx, short scale)cbrev()和rfft()使用示例#defineNX16DATAxNX；DATAyNX;cbrev(x,y,NX/2);rfft(y,NX,1);计算幅度谱参考程序f0=abs(y0);/m=0时的幅度谱fNX/2=abs(y1);/m=NX/2时的幅度谱m=1;for(i=2;iNX;i=i+2)p=yi;/实部q=yi+1;/虚部temp=sqrt(p*p+q*q);/实部平方加虚部平方fm=temp;/f数组存放开方后数据，即幅度谱m+;3. 利用DSP实现信号频谱动态分析数据显示4. CCS的基本调试技术1. 1. ViewViewWatch Window 2. 2. Watch Window 中，在中，在 Watch1的的Name中输入中输入要显示的数据名，如输入要显示的数据名，如输入x，rfft计算出的频谱计算出的频谱y，输入信号的幅度谱输入信号的幅度谱f。显示频谱4. CCS的基本调试技术ViewGraphTimeViewGraphTime/Frequency/Frequency显示频谱4. CCS的基本调试技术改变输入信号频改变输入信号频改变输入信号频改变输入信号频率率率率m0m0的值，重新的值，重新的值，重新的值，重新观察频谱观察频谱观察频谱观察频谱设置断点4. CCS的基本调试技术断点断点断点断点在光标处在光标处在光标处在光标处设断点设断点设断点设断点Step OverStep OverDebugDebug工具栏，工具栏，工具栏，工具栏，同同同同DebugDebug菜单菜单菜单菜单观察运行观察运行观察运行观察运行结果结果结果结果1CCS图形观察工具显示信号波形时，为什么显得不够光滑？ 2.实序列FFT和复序列FFT在本质上有没有区别？相比于直接进行2N点实序列FFT，由N点复序列FFT计算2N点实序列FFT，可以节省多少乘法运算？3如果信号数据存放在一个外部数据文件中，如何利用CCS工具读取这个数据文件？实验思考题实验思考题