本实验教程是基于创龙教仪DSP教学实验箱:TL6748-PlusTEB完成的
本节视频的目的是了解数字信号混叠,学习对采样值进行计算产生混频波形,实现AD 采集波形并进行混频处理。
混频信号:两路信号进行相加,并对结果的幅度进行限制,从而产生混合后的输出波形。
(1)输入信号的产生:外部信号输入和自定义信号输入。外部信号输入时,例如通过信号源输出信号,利用AD采集信号。在本实验中采用的是外部信号输入,AD采集一路实验板波形发生器输出的信号和一路自定义信号混频,自定义一路输入信号为: f1(t) = 4sin (20πt − π/3)。
(2)混频信号的频谱分析:对混频后的信号利用 FFT 算法进行快速傅里叶变换,得到混频信号的频谱图。经过信号频谱的分析,可知,混频后的信号频谱与原信号频谱的关系为:混频信号的频谱为原信号在频谱上的叠加。
本实验中,外部输入信号的输入是通过实验板上的波形发生器AD9833输出正弦波连续信号, AD7606 采集波形后得到对应的离散信号数据,最后DSP对采集到的离散信号进行处理,(与前面一样)比如混频运算、FFT运算等。
AD9833特性
(1)AD9833是一款低功耗、可编程波形发生器,能够产生正弦波、三角波和方波输出,输出频率和相位可通过软件进行编程,调整简单。
(2)AD9833通过一个三线式串行接口写入数据。该串行接口能够以最高40MHz的时钟速率工作,并且与DSP和微控制器标准兼容。
(1)8 路16bit采样通道。
(2)支持串行和并行读取方式。
(3)支持全部通道 200K 采样率并行采集和转换。
(4)支持真正±10V 或±5V 的双极性信号输入。
AD7606上8个通道的数据是同时采集,轮流转换的。
模数转换模块的处理过程如下:
(1)模数转换模块接到启动转换信号后,按照排序器的设置,开始转换第一个通道的数据;
(2)经过一个采样时间的延迟后,将采样结果放入转换结果寄存器保存;
(3)按顺序进行下一个通道的转换;
(4)如果为连续转换方式则从新开始转换过程;
(5)否则等待下一个启动信号。
程序使用DSPLIB 的库来进行FFT运算,调用的程序源码和使用说明可以安装DSPLIB后查看。调用的FFT函数中,
第一个参数是样本中FFT 的长度,
第二个参数是指向数据输入的指针。
第三个参数是指向复杂旋转因子的指针。
第四个参数是指向复杂输出数据的指针。
第五个参数是指向包含64 个条目的位反转表的指针。如果样本的FFT长度可以表示为 4 的幂,
第六个参数是4,否则 第六个参数是 2 。
第七个参数是从主FFT开始的样本中的子 FFT偏移索引 。
第八个参数是样本中主FFT的大小。
程序使用DSPLIB 的库来进行FFT逆变换,调用的程序源码和使用说明可以安装DSPLIB后查看。调用的IFFT函数中,
第一个参数是样本中FFT 的长度。
第二个参数是指向数据输入的指针。
第三个参数是指向复杂旋转因子的指针。
第四个参数是指向复杂输出数据的指针。
第五个参数是指向包含64 个条目的位反转表的指针 。如果样本的FFT长度可以表示为 4 的幂,
第六个参数是4,否则第六个参数是2 。
第七个参数是从主FFT开始的复杂样本中的子FFT偏移索引 。
第八个参数是样本中主FFT的大小。
导入工程,选择Demo文件夹下的对应工程
编译工程,生成可执行文件
将CCS连接实验箱并加载程序
程序加载完成后点击运行程序
运行程序后,可以通过CCS的图形显示工具查看波形。
(1)首先查看两路输入波形,点击工具,选择图像显示,选择双曲线图显示;点击Import,选择导入工程配置好的属性,可以看到图像的属性配置,点击确认后可看到两路输入波形。
(2)接着查看两路输入波形的幅度频谱,点击工具,选择图像显示,选择FFT幅度;点击Import,选择导入工程配置好的属性,可以看到图像的属性配置,点击确认后可看到一路输入波形的幅度频谱。再次点击工具,选择图像显示,选择FFT幅度;点击Import,选择导入工程配置好的属性,可以看到图像的属性配置,点击确认后可看到另外一路输入波形的幅度频谱。
(3)最后查看混频后的波形和幅度频谱,点击工具,选择图像显示,选择双曲线图显示;点击Import,选择导入工程配置好的属性,可以看到图像的属性配置,点击确认后可看到混频波形及频谱。
(4)我们可以调整下窗口的位置,方便对比两路输入信号与叠加信号的波形及频谱。
可以点击刷新按钮或持续刷新,即可更新或者实时显示结果图。
自定义信号的频谱值约为 1,信号源输入信号的频谱值约为 102,通过公式计算得出,自定义信号的频率为9.7Hz,信号源输入信号的频率约为996Hz,与实际设置基本一致。
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