大學dsp實驗心得體會 篇1
實驗報告
一、實驗室名稱：數位訊號處理實驗室
二、實驗項目名稱：多種離散時間信號的產生
三、實驗原理：
1、基本離散時間信號
利用MATLAB強大的數值處理工具來實現信號的分析和處理，首先就是要學會套用MATLAB函式來構成信號。常見的基本信號可以簡要歸納如下：
(1).單位採樣序列
⎧1n=0δ(n)=⎨ 0⎩n≠0
在MATLAB中可以利用zeros函式實現。
x=zeros(1,N);
x(1)=1;
如果δ(n)在時間軸上延遲了k個單位，得到δ(n-k)即：
δ(n-k)=⎨
(2).單位階躍序列 ⎧1n=k ⎩0n≠0
⎧1n≥0u(n)=⎨ 0n<0⎩
在MATLAB中可以利用ones函式實現。
x=ones(1,N);
(3).正弦序列
x(n)=Asin(2πfn+ϕ)
採用MATLAB的實現方法，如：
n=0:N-1
x=A*sin(2*pi*f*n+ϕ)
(4).實指數序列
x(n)=A⋅an
其中，A、a為實數。採用MATLAB的實現方法，如：
n=0:N-1
x=a.^n
(5).復指數序列
x(n)=A⋅e n=0:N-1 採用MATLAB的實現方法，如： x=A*exp((σ+j*ω0)*n)
為了畫出複數信號x[n]，必須要分別畫出實部和虛部，或者幅值和相角。MATLAB函式real、imag、abs和angle可以逐次計算出一個複數向量的這些函式。
2、基本數字調製信號
(1).二進制振幅鍵控(2ASK)
最簡單的數字調製技術是振幅鍵控(ASK)，即二進制信息信號直接調製模擬載波的振幅。二進制幅度鍵控信號的時域表達式：SASK(t)=[∑ang(t-nTs)]cosωct
其中，an為要調製的二進制信號，gn(t)是單極性脈衝信號的時間波形，Ts表示調製的信號間隔。 (σ+jω0)n 典型波形如下：
圖1 – 1二進制振幅鍵控信號時間波形
(2).二進制頻移鍵控(2FSK)
在二進制數字調製中，若正弦載波的頻率隨二進制基帶信號在f1和f2兩個頻率點間變化，則產生
二進制移頻鍵控信號(2FSK信號)。二進制頻域鍵控已調信號的時域表達式為: ⎡⎤⎡⎤S2FSK(t)=⎢∑ang(t-nTS)⎥cosω1t+⎢∑ng(t-nTS)⎥cosω2t ⎣n⎦⎣n⎦這裡，ω1=2πf1,ω2=2πf2，an是an的反碼。
an
載波信號1 t 載波信號2 t
2FSK信號 t
(3).二進制相移鍵控(2PSK或BPSK)
在二進制數字調製中，當正弦載波的相位隨二進制數字基帶信號離散變化時，則產生二進制移相鍵控(2PSK)信號。通常用已調信號載波的0°和 180°分別表示二進制數字基帶信號的 1 和 0。二進制移相鍵控信號的時域表達式為：
⎡⎤
S2PSK(t)=⎢∑ang(t-nTS)⎥cos(ωct+φi),φi=0或π
⎣n⎦
(3).二進制相移鍵控(2PSK或BPSK)
在二進制數字調製中，當正弦載波的相位隨二進制數字基帶信號離散變化時，則產生二進制移相鍵控(2PSK)信號。通常用已調信號載波的0°和 180°分別表示二進制數字基帶信號的 1 和 0。二進制移相鍵控信號的時域表達式為：
⎡⎤
S2PSK(t)=⎢∑ang(t-nTS)⎥cos(ωct+φi),φi=0或π
⎣n⎦
因此，DTMF信號可以看作兩個有限長度的正弦序列相加，正弦信號的頻率由按鍵數字或字母符號對應的頻率決定。如，數字“8”由行頻852Hz和列頻1336Hz決定。
四、實驗目的：
1、 掌握幾種基本的離散時間信號(包括單位採樣序列，單位階躍序列，單頻正弦序列，單頻復指
數序列，實指數序列等)。
2、 能夠熟練利用MATLAB產生這些基本的離散時間信號。
3、 理解雙音多頻DTMF信號、ASK、FSK、BPSK等信號的產生原理。
4、 學習並運用MATLAB產生各種通信中的調製信號及雙音多頻信號。
五、實驗內容：
1、對幾種基本離散時間信號(包括單位採樣序列，單位階躍序列，正弦序列，復指數序列，實指數序列等)在MATLAB中編程產生。
2、(拓展要求)利用MATLAB編程產生2ASK，2FSK，2PSK等數字調製信號。
3、(拓展要求)利用MATLAB編程產生理解雙音多頻DTFM信號。
4、(拓展要求)利用MATLAB編程產生高斯白噪聲序列。
5、(拓展要求)利用MATLAB中的譜分析函式對正弦信號的頻譜進行分析。
6、通過硬體(DSP)實驗箱演示上述信號的時域(示波器)波形與頻域波形(計算結果)。
六、實驗器材(設備、元器件)：
安裝MATLAB軟體的PC機一台，DSP實驗演示系統一套。
七、實驗步驟：
1、在-20≤n≤20內，畫出單位下列信號：
(a).單位採樣序列x1[n]=δ[n]和單位階躍序列x2[n]=u[n]的時域波形圖。
(b).y1[n]=x1[n+5]、y2[n]=x2[n-8]的波形。說明x1[n]與y1[n]、x2[n]與y2[n]之間的關係。
2、畫出下列信號在0≤n≤100內的波形。 ⎛πn⎫x3[n]=sin ⎪⎝16⎭
⎛n⎫x4[n]=sin ⎪⎝2⎭
⎛πn⎫⎛3πn⎫x5[n]=cos ⎪+cos ⎪⎝12⎭⎝8⎭
觀察x3[n]、x4[n]、x5[n]是否周期信號。如果是周期信號，信號的基波周期是什麼?如果不是
周期信號，說明原因。
3、在0≤n≤30內，畫出下列信號： nx6[n]=0.2(0.8) (-1/12+jπ/6)nx7[n]=e對於複數序列，要求分別畫出實部和虛部;幅值和相角。若把x6[n]中的底數0.8分別改為1.2、
-0.8，討論產生的時域波形有何變化。總結指數序列的底數對序列變化的影響。
4、(拓展要求)設計產生數字二進制序列：1 0 1 0 1 0 的2ASK、2FSK、2PSK調製信號。已
知符號速率Fd=10Hz(即時間間隔Ts為0.1)，輸出信號的採樣頻率為20Hz。
(a).2ASK信號的載波頻率Fc=5Hz，
(b).2FSK信號載波1頻率F1=5Hz，載波2頻率F2=1Hz。
(c).2PSK載波頻率Fc=1Hz。
分別畫出以上信號調製前後的時域波形圖。
5、(拓展要求)利用MATLAB產生DTMF雙音多頻信號。畫出數字“0”的時域波形圖。
6、(拓展要求)MATLAB函式randn(1,N)可以產生均值為0，方差為1的高斯隨機序列，也就是
白噪聲序列。試利用randn函式產生均值為0.15，方差為0.1的高斯白噪聲序列x8[n]，要求序列時域範圍為0≤n≤100。畫出時域波形圖。同時將實驗步驟2中產生的信號x2[n]與x8[n]相加，將得到的波形與x2[n]的波形做比較。
7、(拓展要求)利用MATLAB中的譜分析函式畫出x3[n]、x4[n]、x5[n]的頻譜。與理論上根據傅
立葉變換的定義計算出的x3[n]、x4[n]、x5[n]的頻譜進行比較。
8、通過硬體(DSP)實驗箱演示上述信號的時域(示波器)波形與頻域波形(計算結果)。
八、實驗數據及結果分析：
程式：
(1)產生x1[n]、x2[n]、y1[n]、y2[n]、x3[n]、x4[n]、x5[n]、x6[n]、x7[n]序列的程式
(2)產生2ASK、2FSK、2PSK調製信號的程式(拓展要求)
(3)產生DTMF信號的程式(拓展要求)
(4)高斯白噪聲序列的產生程式(擴展要求)
(4)正弦信號頻譜分析的程式(擴展要求)
clear all;
clc;
n=101;
%單位採樣序列
x1=zeros(1,n);
x1(1)=1;
x1=[zeros(1,100),x1];
%單位階躍序列
x2=ones(1,n);
x2=[zeros(1,100),x2];
%
n1=0:n-1;
yn1=n1-5;
yn2=n1+8;
%100;
Fs=1000;
n2=0:100;
%正弦序列
x3=sin(2*pi*n2/32);
x4=sin(n2/2);
x5=sin(pi*n2/12)+cos(3*pi*n2/8);
%指數序列
n3=0:30;
x61=0.2*(0.8.^n3);%實指數序列
x62=0.2*(1.2.^n3);
x63=0.2*((-0.8).^n3);
x7=exp((-1/12+1i*pi/6)*n3);%復指數序列
%畫出圖形
figure(1)
subplot(2,2,1),stem(n1,x1),title('x1'),axis([-20,20,0,1]);
subplot(2,2,2),stem(n1,x2),title('x2'),axis([-20,20,0,1]);
subplot(2,2,3),stem(yn1,x1),title('y1'),axis([-20,20,0,1]);
subplot(2,2,4),stem(yn2,x2),title('y2'),axis([-20,20,0,1]);
figure(2)
subplot(3,1,1),stem(n2,x3),title('x3'),axis([0,100,-1,1]);
subplot(3,1,2),stem(n2,x4),title('x4'),axis([0,100,-1,1]);
subplot(3,1,3),stem(n2,x5),title('x5'),axis([0,100,min(x5),max(x5)]);
figure(3)
subplot(3,1,1),stem(n3,x61),title('x6 a=0.8'),axis([0,30,min(x61),max(x61)]);
subplot(3,1,2),stem(n3,x62),title('x6 a=1.2'),axis([0,30,min(x62),max(x62)]);
subplot(3,1,3),stem(n3,x63),title('x6 a=-0.8'),axis([0,30,min(x63),max(x63)]);
figure(4)
subplot(4,1,1),stem(n3,abs(x7)),title('x7幅值'),axis([0,30,min(abs(x7)),max(abs(x7))]);
subplot(4,1,2),stem(n3,angle(x7)),title('x7相角'),axis([0,30,min(angle(x7)),max(angle(x7))]); subplot(4,1,3),stem(n3,imag(x7)),title('x7虛部'),axis([0,30,min(imag(x7)),max(imag(x7))]); subplot(4,1,4),stem(n3,real(x7)),title('x7實部'),axis([0,30,min(real(x7)),max(real(x7))]); %調製
x_base=[1,0,1,0,1,0];
Fd=10000;
t=linspace(0,0.6,6*Fd);
if(x_base(1)==1)
m=ones(1,Fd);
elseif(x_base(1)==0)
m=zeros(1,Fd);
end
for i=2:6
if(x_base(i)==1)
m=[m,ones(1,Fd)];
elseif(x_base(i)==0)
m=[m,zeros(1,Fd)];
end
end
%2ASK
Fc_A=5;
S_ask=m.*cos(2*pi*Fc_A*t);
%
figure(5)
subplot(4,1,1),stem(0:0.1:0.5,x_base),title('序列An'),axis([0,0.6,0,1]),xlabel('s');
subplot(4,1,2),plot(t,m),title('mt'),axis([0,0.6,0,1.5]),title('mt'),xlabel('s');
subplot(4,1,3),plot(t,cos(2*pi*Fc_A*t)),title('mt'),axis([0,0.6,-1.2,1.2]),title('載波信號'),xlabel('s'); subplot(4,1,4),plot(t,S_ask),title('mt'),axis([0,0.6,-1.2,1.2]),title('2ASK調製信號'),xlabel('s'); %2FSK
F1=5;F2=1;
s1=m.*cos(2*pi*F1*t);
s2=(1-m).*cos(2*pi*F2*t);
S_fsk=s1+s2;
figure(6)
subplot(4,1,1),plot(t,m),axis([0,0.6,0,1.5]),title('mt'),xlabel('s');
subplot(4,1,2),plot(t,s1),axis([0,0.6,-1.2,1.2]),title('載波信號1 F=5Hz)'),xlabel('s');
subplot(4,1,3),plot(t,s2),axis([0,0.6,-1.2,1.2]),title('載波信號2 F=1Hz'),xlabel('s');
subplot(4,1,4),plot(t,S_fsk),axis([0,0.6,-1.2,1.2]),title('2FSK調製信號'),xlabel('s');
%2PSK
Fc_P=1;
S_psk=(2*m-1).*cos(2*pi*Fc_P*t+pi);
figure(7)
subplot(4,1,1),plot(t,2*m-1),axis([0,0.6,-1.5,1.5]),title('mt'),xlabel('s');
subplot(4,1,2),plot(t,cos(2*pi*Fc_P*t+pi)),axis([0,0.6,-1.2,1.2]),title('正相載波信號'),xlabel('s'); subplot(4,1,3),plot(t,-cos(2*pi*Fc_P*t+pi)),axis([0,0.6,-1.2,1.2]),title('反相載波信號'),xlabel('s'); subplot(4,1,4),plot(t,S_psk),axis([0,0.6,-1.2,1.2]),title('2PSK調製信號'),xlabel('s');
%DTFM
t_dt=linspace(0,0.02,10000);
x_dtfm=cos(2*pi*941*t_dt)+cos(2*pi*1366*t_dt);
plot(t_dt,x_dtfm);
%rand
N=201;
x8=sqrt(0.1)*randn(1,N)+0.15;
x_rnd=x2+x8;
figure(8)
subplot(3,1,1),stem(n1,x2),title('X2');
subplot(3,1,2),stem(n1,x8),title('高斯信號');
subplot(3,1,3),stem(n1,x_rnd),title('加噪聲後X2');
%FFT
N_smp=length(n2);
fre=linspace(-1,1,N_smp)*Fs/2;
y3=abs(fftshift(fft(x3)));
y4=abs(fftshift(fft(x4)));
y5=abs(fftshift(fft(x5)));
figure(9)
subplot(3,1,1),plot(fre,y3),xlabel('Hz'),title('X3頻譜'),xlabel('頻率Hz'),axis([-100,100,1.2*min(y3),1.2*max(y3)]);
subplot(3,1,2),plot(fre,y4),xlabel('Hz'),title('X4頻譜'),xlabel('頻率Hz'),axis([-200,200,1.2*min(y4),1.2*max(y4)]);
subplot(3,1,3),plot(fre,y5),xlabel('Hz'),title('X5頻譜'),xlabel('頻率Hz'),axis([-300,300,1.2*min(y5),1.2*max(y5)]);
結果：
(1)x1[n]、x2[n]、y1[n]、y2[n]、x3[n]、x4[n]、x5[n]、x6[n]、x7[n]的時域波形
(2)信號的時移：x1[n]與y1[n]、x2[n]與y2[n]之間的關係。 答：y1[n]相當於x1[n]向左平移5個單位，y2[n]相當於將x2[n]向右平移8個單位
大學dsp實驗心得體會 篇2
//EnablePWMpins;GpioMuxRegs.GPAMUX.all=0;GpioMuxRegs.GPBMUX.all=0;EDIS;;//Step3.Clearallinterrup;//DisableCPUinterrupts;DINT;;//InitializethePIEcontro;//ThedefaultstateisallPI;//ar
// Enable PWM pins
GpioMuxRegs.GPAMUX.all = 0x00FF; // EVA PWM 1-6 pins
GpioMuxRegs.GPBMUX.all = 0x00FF; // EVB PWM 7-12 pins
EDIS;
// Step 3. Clear all interrupts and initialize PIE vector table:
// Disable CPU interrupts
DINT;
// Initialize the PIE control registers to their default state.
// The default state is all PIE interrupts disabled and flags
// are cleared.
// This function is found in the DSP281x_PieCtrl.c file.
InitPieCtrl;
// Disable CPU interrupts and clear all CPU interrupt flags:
IER = 0x0000;
IFR = 0x0000;
// Initialize the PIE vector table with pointers to the shell Interrupt
// Service Routines (ISR).
// This will populate the entire table, even if the interrupt
// is not used in this example. This is useful for debug purposes.
// The shell ISR routines are found in DSP281x_DefaultIsr.c.
// This function is found in DSP281x_PieVect.c.
InitPieVectTable;
// Step 4. Initialize all the Device Peripherals:
// This function is found in DSP281x_InitPeripherals.c
// InitPeripherals; // Not required for this example
InitXintf; // For this example, init the Xintf
// Step 5. User specific code, enable interrupts:
init_eva;
//init_evb;
while(1)
{
for(i=0;i<65535;i+=1000)
{
Reg06=0;
EvbRegs.CMPR6 = i;
delay_loop;
}
}
}
void delay_loop
{ short i,j;
for (i = 0; i < 1000; i++)
{for (j = 0; j < 10; j++);}
}
void init_eva
{
// EVA Configure T1PWM, T2PWM, PWM1-PWM6
// Initalize the timers
// Initalize EVA Timer1
EvaRegs.T1PR = 0xFFFF; // Timer1 period
EvaRegs.T1CMPR = 0x3C00; // Timer1 compare
EvaRegs.T1CNT = 0x0000; // Timer1 counter
// TMODE = continuous up/down
// Timer enable
// Timer compare enable
EvaRegs.T1CON.all = 0x1042;
// Initalize EVA Timer2
EvaRegs.T2PR = 0x0FFF; // Timer2 period
EvaRegs.T2CMPR = 0x03C0; // Timer2 compare
EvaRegs.T2CNT = 0x0000; // Timer2 counter
// TMODE = continuous up/down
// Timer enable
// Timer compare enable
EvaRegs.T2CON.all = 0x1042;
// Setup T1PWM and T2PWM
// Drive T1/T2 PWM by compare logic
EvaRegs.GPTCONA.bit.TCMPOE = 1;
// Polarity of GP Timer 1 Compare = Active low
EvaRegs.GPTCONA.bit.T1PIN = 1;
// Polarity of GP Timer 2 Compare = Active high
EvaRegs.GPTCONA.bit.T2PIN = 2;
// Enable compare for PWM1-PWM6
//EvaRegs.CMPR1 = 0x0C00;
//EvaRegs.CMPR2 = 0x3C00;
EvaRegs.CMPR3 = 0xFC00;
// Compare action control. Action that takes place
// on a cmpare event
// output pin 1 CMPR1 - active high
// output pin 2 CMPR1 - active low
// output pin 3 CMPR2 - active high
// output pin 4 CMPR2 - active low
// output pin 5 CMPR3 - active high
// output pin 6 CMPR3 - active low
EvaRegs.ACTRA.all = 0x0666;
EvaRegs.DBTCONA.all = 0x0000; // Disable deadband
EvaRegs.COMCONA.all = 0xA600;
}
void init_evb
{
// EVB Configure T3PWM, T4PWM and PWM7-PWM12
// Step 1 - Initialize the Timers
// Initialize EVB Timer3
// Timer3 controls T3PWM and PWM7-12
EvbRegs.T3PR = 0xFFFF; // Timer3 period
EvbRegs.T3CMPR = 0x3C00; // Timer3 compare
EvbRegs.T3CNT = 0x0000; // Timer3 counter
// TMODE = continuous up/down
// Timer enable
// Timer compare enable
EvbRegs.T3CON.all = 0x1042;
// Initialize EVB Timer4
// Timer4 controls T4PWM
EvbRegs.T4PR = 0x00FF; // Timer4 period
EvbRegs.T4CMPR = 0x0030; // Timer4 compare
EvbRegs.T4CNT = 0x0000; // Timer4 counter
// TMODE = continuous up/down
// Timer enable
// Timer compare enable
EvbRegs.T4CON.all = 0x1042;
// Setup T3PWM and T4PWM
// Drive T3/T4 PWM by compare logic
EvbRegs.GPTCONB.bit.TCMPOE = 1;
// Polarity of GP Timer 3 Compare = Active low
EvbRegs.GPTCONB.bit.T3PIN = 1;
// Polarity of GP Timer 4 Compare = Active high
EvbRegs.GPTCONB.bit.T4PIN = 2;
// Enable compare for PWM7-PWM12
EvbRegs.CMPR4 = 0x0C00;
EvbRegs.CMPR5 = 0x3C00;
EvbRegs.CMPR6 = 0xFC00;
// Compare action control. Action that takes place
// on a cmpare event
// output pin 1 CMPR4 - active high
// output pin 2 CMPR4 - active low
// output pin 3 CMPR5 - active high
// output pin 4 CMPR5 - active low
// output pin 5 CMPR6 - active high
// output pin 6 CMPR6 - active low
EvbRegs.ACTRB.all = 0x0666;
EvbRegs.DBTCONB.all = 0x0000; // Disable deadband
EvbRegs.COMCONB.all = 0xA600;
}
龍 岩 學 院
實 驗 報 告
班 級 07電本(1)班 學號 20xx050344 姓 名 楊寶輝 同組人 獨立 實驗日期 20xx-6-3 室溫 大氣壓 成 績
高速A/D轉換實驗
一、實驗目的
1.了解高速 AD工作的基本原理。
2.了解如果通過軟體正確的控制高速AD。
3.掌握對高速 AD正確操作的過程
二、實驗設備
1. 一台裝有CCS軟體的計算機;
2. DSP實驗箱;
3. DSP硬體仿真器;
三、實驗原理
實驗箱用的高速 AD 為 TLC5510，它是一個 CMOS 結構的、具有高達20MSPS 的8位模數轉換器。TLC5510 採用單5V 供電，功耗僅為 130mW。TLC5510 內部包含有一個採樣保持電路、具有高阻輸出的並行接口以及內部參考電壓等。
TLC5510 採用半 FlASh 結構，與 FlASh 結構相比，它不僅減少了功耗，而且提高了晶片的集成度。TLC5510 採用兩步轉換實現一次完整的轉換，這樣就大大減少了內部比較器的個數，其輸出數據的延遲為2.5個時鐘周期。TLC5510 採用 3 個內部參考電阻產生一個標準2V的參考電壓，要實現內部參考電壓僅需要通過外部的簡單連線即可。
大學dsp實驗心得體會 篇3
基礎實驗
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗原理
浮點數的表達和計算是進行數位訊號處理的基本知識;產生正弦信號是數位訊號處理1. 一台裝有CCS軟體的計算機; 2. DSP實驗箱的TMS320F2812主控板; 3. DSP硬體仿真器。 1. 掌握CCS實驗環境的使用; 2. 掌握用C語言編寫DSP程式的方法。 中經常用到的運算;C語言是現代數位訊號處理表達的基礎語言和通用語言。寫實現程式時需要注意兩點：(1)浮點數的範圍及存儲格式;(2)DSP的C語言與ANSI C語言的區別。
四、實驗步驟
1. 打開CCS 並熟悉其界面;
2. 在CCS環境中打開本實驗的工程(Example_base.pjt)，編譯並重建 .out 輸出檔案，然後通過仿真器把執行代碼下載到DSP晶片中;
3. 把X0 , Y0 和Z0添加到Watch視窗中作為觀察對象(選中變數名，單擊滑鼠右鍵，在彈出選單中選擇“Add Watch Window”命令);
4. 選擇view->graph->time/frequency… 。 設定對話框中的參數: 其中“Start Address”
設為“sin_value”，“Acquisition buffer size”和“Display Data size”都設為“100”，並且把“DSP Data Type”設為“32-bit floating point”，
設定好後觀察信號序列的波形(sin函式，如圖);
5. 單擊運行;
6. 觀察三個變數從初始化到運算結束整個過程中的變化;觀察正弦波形從初始化到運算結束整個過程中的變化;
7. 修改輸入序列的長度或初始值，重複上述過程。
五、實驗心得體會
通過本次實驗，加深了我對DSP的認識，使我對DSP實驗的操作有了更進一步的理解。基本掌握了CCS實驗環境的使用，並能夠使用C語言進行簡單的DSP程式設計。
從軟體的安裝到使用軟體進行程式設計與仿真，鍛鍊了自己的動手能力，也遇到了不少的坎坷，例如晶片的選擇，不能因為麻煩而省略該步驟，否則將會運行出錯。