DSP2

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在Cc2000集成开发调试环境中,开发一个DSP程序的简单步骤有3步,分别是创建一个新工程、添加文件到工程、编辑连接及调试程序,请对每一步工作进行说明?编辑连接:在Cc2000环境下选择PROJECT/Rebuild进行文件下载;下载程序:在Cc2000环境下选择File/Load Program执行文件下载;程序调试方法包括单步、断点、连续运行等,这些调试手段均在Cc2000环境下的Debug菜单中,当然为便于同时观察调试结果,还应打开相应的观察窗口。

在Cc2000集成开发调试环境中,开发一个DSP程序的简单步骤有哪几步?请对每一步如何工作进行说明?运行Cc2000平台,点击Projec t→New,输入工程名,创建一个新工程;点击Project→Add files to project添加命令文件和源文件,用伪指令. Include添加头文件。

TMS320LF240X芯片存储器空间是如何分配的?64K字的程序空间、64K字的数据空间、64K 字的I/O空间。

DSP芯片的主要特征是什么?DSP主要采取了哈佛结构(将程序代码和数据的存储空间分开,各有自己的地址与数据总线,可并行地进行指令和数据的处理,从而大大提高了运算的速度)、流水线技术(增强了处理器的处理能力)、多总线结构(DSP使用两类(程序总线、地址总线)六组总线,包括程序地址总线、程序读总线、数据写地址总线、数据读地址总线、数据写总线、数据读总线)、硬件乘法器(DSP芯片一般是一个硬件乘法器,在TMS320系列中,一次乘累加最少可在一个时钟周期完成)和特殊DSP指令(采用了特殊的寻址方式和指令,使得数字信号处理的时间进一步减少)等特点。

对DSP芯片如何进行分类?什么是定点DSP芯片和浮点DSP芯片?各有什么优缺点?按DSP芯片处理的数据格式分为:定点DSP和浮点DSP;按DSP芯片的用途分为:通用型DSP和专用型DSP。定点芯片只能进行小数点位置固定的数学运算,精度低,但价格低廉,运行速度快;浮点芯片可以进行小数点位置变动的数学运算,精度高,但价格较高,运行速度慢。

TMS320LF2407DSP中央处理单元主要包括哪些部件?LF240x系列芯片的CPU主要包括如下部件:⑴一个32位的中央算术逻辑单元(CALU);⑵一个32位的累加器(ACC);⑶CALU的输入数据定标移位器及输出数据定标移位器;⑷一个16x16位的乘法器;⑸一个乘积定标移位器;⑹数据地址发生逻辑,其中包括8个辅助寄存器和1个辅助寄存器算术单元;⑺程序地址发生逻辑;⑻两个16位的状态寄存器ST0、ST1。

TMS320LF2407DSP状态寄存器中各位的作用是什么?ARB:辅助寄存器指针缓冲器;ARP:辅助寄存器指针;OV:溢出标志位;OVM:溢出方式位;INTM:中断模式位;DP:数据存储器页指针;CNF:片内DARAM配置位;TC:测试/控制标志位;SXM:符号扩展方式位;C:进位位;PM:乘积移位方式;XF:引脚状态位。

TMS320LF2407DSP内部有几条总线,各自作用是什么?由6条16位的内部总线构成,其中内部地址总线分为三条:程序地址总线(PAB),提供访问程序存储器的地址;数据读地址总线(DRAB),提供读数据存储器的地址;数据写地址总线(DW AB),提供写数据存储器的地址。内部数据总线也对应分为三条:程序读数据总线(PRDB), 载有从程序存储器读取的指令、立即数和常数表等,并传送到CPU;数据读数据总线(DRDB), 将数据存储器的数据传送到CPU;数据写数据总线(DWEB),将处理后的数据传送到数据存储器和程序存储器。

TMS320LF240x指令系统提供了哪几种寻址方式?试举例说明。三种寻址方式:立即寻址(指令中直接给出操作数,ADD #12345,2)、直接寻址(指令中包含有要存取的数据存储器地址,ADDC 3Ah)、间接寻址(借用一个16位基地寄存器存放要存取数据的数据存储器地址,从该16位存储器指向数据存储器地址单元存取数,ADD *+,8)。

使用汇编语言编写一些模块化的程序块,在进行调试之前,一般需要哪几种格式的文件?各自有什么作用?一般需要3种格式的文件:汇编语言文件、命令文件和头文件。头文件:编写汇编语言程序所需的文件,但不需调用;汇编语言文件(.asm):该文件对应的程序实现DSP要完成的功能;命令文件(.cmd):该文件实现对程序存储空间和数据存储空间的分配。

直接寻址方式中,数据存储器16位地址是如何生成的?是将指令字中的7位操作数与数据存储器页面指针(DP)的9位连在一起,形成16位数据存储器地址。由状态寄存器ST0中的9位数据页面指针(DP)值确定作为高九位,指令寄存器的低7位偏移量作为直接寻址的低7位。

已知十六进制数2000H,若该数分别用Q0、Q5、Q15表示,计算该数的大小。

Q0=0010 0000 0000 0000.B=8192 Q5=0010 0000 000.0 0000B=256

Q15=0.010 0000 0000 0000B=0.25

事件管理器中的通用定时器模块有几种工作模式?各有什么特点?通用定时器有4种工作模式:停止/保持模式、连续增计数模式、定向增/减计数模式、连续增/减计数模式。停止/保持模式:在这种模式下,通用定时器的操作停止并保持当前状态,定时器的计数器、比较输出和预定标计数器都保持不变;连续增计数模式:在此模式下,通用定时器在定标的输入时钟的上升沿从初始值开始进行加1计数,直到计数器的值与周期寄存器的值相等为止,之后在下一个输入时钟的上升沿,通用定时器复位为0并开始另一个技术周期;定向增/减计数模式:在此模式下,通用定时器在定标的输入时钟的上升沿开始计数,计数方向由输入引脚TDIRA/B确定;连续增/减计数模式:该模式与定向增减基本相同,区别是计数方向不受TDIRA/B的状态影响。

数转换(ADC)模块有何特点?(1)带内置采样/保持(S/H)的10位模数转换模块ADC 内核;(2)多达16个的模拟输入通道(ADCIN0~ADCIN15);(3)自动排序的能力。在一次转换操作可最多执行16个通道的“自动转换”,而每次要转换的通道都可以通过编辑来选择;(4)两个独立的8状态排序器(SEQ1和SEQ2)可以独立工作在双排序器模式,或者级连之后工作在16状态排序器模式;(5)在给定的排序方式下,4个排序控制器(CHSELSEQn)决定了模拟通道转换的顺序;(6)可单独访问的16个结果寄存器(RESULT0~RESULT15)用来存储转换结果;(7)模数转换可由多个触发源启动:软件、EV A、EVB、外部;(8)灵活的中断控制允许在每一个或每隔一个序列的结束时产生中断请求;(9)排序器可工作在启动\停止模式,允许多个按时间顺序的触发源同步转换;(10)EV A 和EVB可分别独立的触发SEQ1和SEQ2;(11)采样/保持时间窗口有单独的预定标控制;(12)校准模式;(13)240xA器件的ADC模块和24X器件的ADC模块不兼容,因此24X 器件的ADC程序代码不能被移植到240xA器件。

事件管理器A模块主要由哪几部分组成?由两个16位通用可编辑定时器GP time1,GP time2;3个全比较单元;脉宽调制PWM电路;3个捕获单元CAP;正交编码(QEP)电路;中断逻辑。

读程序:

1、LAR AR4,*—执行前ARP=4,(AR4)=0300h,(0300h)=0032h,后ARP=4,

(AR4)=0032h,(0300h)=0032h

2、LACL *—,AR4 执行前ARP=0,(AR0)=401h,(0401h)=0FFh,ACC=?,后ARP=4,

(AR0)=400h,(0401h)=0FFh,ACC=0FFh

试举例说明TMS320LF2407DSP的堆栈操作(压栈与弹栈)。

弹栈:将每一级数值都复制到相邻较高一级,在连续执行7次操作后,应最低层数值已向上复制到堆栈所有级,所以执行任何堆栈弹出都与底部值相同。

堆栈:利用地址产生逻辑,把数值压入堆栈顶部,堆栈每级内容都向下退一级,而底部单元内容丢失,大于8次操作后,堆栈溢出。

压栈操作:弹栈操作:

指令执行前指令执行后指令执行前指令执行后累加器9h 累加器9h 累加器81h 累加器24h 或存储器11h 或存储器9h 或寄存器24h 或寄存器16h 5h 11h 16h 7h

3h 5h 7h 33h 堆栈0h 3h 堆栈33h 堆栈42h 32h 0h 42h 56h

86h 32h 56h 37h

54h 86h 37h 60h

3Fh 54h 60h 60h 在数据存储单元0310h和0316单元中有两个带符号数编程求出大数并存放在0390h单元中。

LDP #6 SACL 10h

SETC SXM B LP2

LACC 10h LP1:LACL 10h

SUB 16h LDP #7

BCND LP1,GT SACL 10h

LACL 16h LP2:NOP

LDP #7h RET

1、将6个加数(0200h~0205h)和6个被加数(0206h~020Bh)分别相加,将6个和(020Ch~0211h)分别保存到数据单元中。

2、将数据存储单元0300h~0320h单元的内容依次后移一个单元。

1、LAR AR0,#5

2、LAR AR1,#0020h

LAR AR1,#0200h LAR AR2,#0320h

LAR AR2,#0206h LAR AR3,#0321h

LAR AR3,#020Ch LOOP:MAR *,AR2

LOOP:MAR *,AR1 LACL *—,AR3

LACL *+,AR2 SACL *—,AR1

ADD *+,AR3 BANZ LOOP

SACL *+,AR0 RET

BANZ LOOP

RET

编写实现将数据存储器0350h开始16个单元的无符号数按由大到小的次序排列。

LAR AR0,#15 B LOOP3

LOOP1:MAR *,AR0 P1:LACL *—

SAR AR0,* ADD *,16

LAR AR1,* SACL *+

LAR AR2,#0350h SACH *,AR1

LOOP2:MAR *,AR2 LOOP3:NOP

LACL *+ BANZ LOOP2

SUB *,AR1 MAR *,AR0

BLND P1,LT BANZ LOOP1

CLRC SXM;SXM=0,禁止符号位扩展

LDP #4;DP=4,指向0200h~027Fh

LACL 5;将数据存储单元0205h的内容装入ACC低16位

SACL 11H;将ACC的低16位内容存入数据存储单元0211h

LACL 6;将数据存储单元0206h的内容装入ACC低16位

ADD #05H;将数据05h加至ACC,结果存入ACC

SACL 10H;将ACC低16位内存存入数据存储单元0210h

SUB #126H;将ACC内容减去数据126h ,结果送入ACC

SACL 13H;将ACC低16位内容存入数据存储单元0213h

SPLK #4A3CH,12H;将立即数4A3Ch存入数据存储单元0212h

P2: B P2;自跳转,等待

执行前:(0205H)=2D3H,(0206H)=726H,禁止符号扩展;后(0210H)=72Bh,(0211H)=2D3h,(0212H)=4A3Ch,(0213H)=605h,ACC=605h

SETC INTM;INTM=1,禁止中断

CLRC SXM;SXM=0,禁止符号扩展

LDP #22;DP=22,指向1100h~117Fh

MAR *,AR1;ARP=1

LAR AR1,#1110H;将数据1110h装载入AR1

SPLK #234H,*,AR2;将立即数234h存入AR1指向的数据存储单元,ARP=2

LAR AR2,#1115H;将数据1115h装载如AR2

SPLK #126H,*;将立即数126h存入AR2指向的数据存储单元

LACL #13A2H;将立即数13A2h装载到ACC的低16位

SUB #228H;将ACC的内容减去数据228h,结果存入ACC

SACL 10H;将ACC低16位内容存入数据存储单元1110h

ADD 15H;将数据存储单元1115h的内容加至ACC,结果存入ACC

SACL 15H;将ACC低16位内容存入数据存储单元1115h

OR #1111H;将ACC的内容和数据1111h相与,结果存入ACC

P1:B P1;自跳转,等待

执行后:(1110H)=117Ah,(1115H)=1300h,ACC=13B1h

DSP技术与算法实现学习报告

DSP技术与算法实现学习报告 一.课程认识 作为一个通信专业的学生,在本科阶段学习了数字信号处理的一些基本理论知识,带着进一步学习DSP技术以及将其理论转化为实际工程实现的学习目的,选择了《DSP技术与算法实现》这门课程。通过对本课程的学习,我在原有的一些DSP基础理论上,进一步学习到了其一些实现方法,系统地了解到各自DSP芯片的硬件结构和指令系统,受益匪浅。 本门课程将数字信号处理的理论与实现方法有机的结合起来,在简明扼要地介绍数字信号处理理论和方法的基本要点的基础上,概述DSP的最新进展,并以目前国际国内都使用得最为广泛的德克萨斯仪器公式(TI,Texas Instruments)的TMS320、C54xx系列DSP为代表,围绕“DSP实现”这个重点,着重从硬件结构特点,软件指令应用和开发工具掌握出发,讲解DSP应用的基础知识,讨论各种数字信号处理算法的实现方法及实践中可能遇到的主要问题,在此基础上实现诸如FIR、IIR、FFT等基本数字信号处理算法等等。 1.TI的DSP体系 TI公司主要推出三大DSP系列芯片,即TMS320VC2000,TMS320VC5000,TMS320VC6000系列。 TMS320VC200系列主要应用于控制领域。它集成了Flash存储器、高速A/D转换器、可靠的CAN模块及数字马达控制等外围模块,适用于三相电动机、变频器等高速实时的工控产品等数字化控制化领域。 TMS320VC5000系列主要适用于通信领域,它是16为定点DSP芯片,主要应用在IP 电话机和IP电话网、数字式助听器、便携式音频/视频产品、手机和移动电话基站、调制调解器、数字无线电等领域。它主要分为C54和C55系列DSP。课程着重讲述了C54系列的主要特性,它采用改进哈弗结构,具有一个程序存储器总线和三个数据存储器总线,17×17-bit乘法器、一个供非流水的MAC(乘法/累加)使用的专用加法器,一个比较、选择、存储单元(Viterbi加速器),配备了双操作码指令集。 TMS320VC6000系列主要应用于数字通信和音频/视频领域。它是采用超长指令字结构设计的高性能芯片,其速度可以达到几十亿MIPS浮点运算,属于高端产品应用范围。

数字信号处理知识点总结

《数字信号处理》辅导 一、离散时间信号和系统的时域分析 (一) 离散时间信号 (1)基本概念 信号:信号传递信息的函数也是独立变量的函数,这个变量可以是时间、空间位置等。 连续信号:在某个时间区间,除有限间断点外所有瞬时均有确定值。 模拟信号:是连续信号的特例。时间和幅度均连续。 离散信号:时间上不连续,幅度连续。常见离散信号——序列。 数字信号:幅度量化,时间和幅度均不连续。 (2)基本序列(课本第7——10页) 1)单位脉冲序列 1,0()0,0n n n δ=?=?≠? 2)单位阶跃序列 1,0 ()0,0n u n n ≥?=?≤? 3)矩形序列 1,01 ()0,0,N n N R n n n N ≤≤-?=?<≥? 4)实指数序列 ()n a u n 5)正弦序列 0()sin()x n A n ωθ=+ 6)复指数序列 ()j n n x n e e ωσ= (3)周期序列 1)定义:对于序列()x n ,若存在正整数N 使()(),x n x n N n =+-∞<<∞ 则称()x n 为周期序列,记为()x n ,N 为其周期。 注意正弦周期序列周期性的判定(课本第10页) 2)周期序列的表示方法: a.主值区间表示法 b.模N 表示法 3)周期延拓 设()x n 为N 点非周期序列,以周期序列L 对作()x n 无限次移位相加,即可得到周期序列()x n ,即 ()()i x n x n iL ∞ =-∞ = -∑ 当L N ≥时,()()()N x n x n R n = 当L N <时,()()()N x n x n R n ≠ (4)序列的分解 序列共轭对称分解定理:对于任意给定的整数M ,任何序列()x n 都可以分解成关于/2c M =共轭对称的序列()e x n 和共轭反对称的序列()o x n 之和,即

matlab第一次实验报告

Matlab第一次实验报告 2012029010010 尹康 1. 编程实现以下数列的图像,用户能输入不同的初始值以及系数。并以x,y为坐标显示图像 x(n+1) = a*x(n)-b*(y(n)-x(n)^2); y(n+1) = b*x(n)+a*(y(n)-x(n)^2) 程序代码: n=input('input the number of pionts:'); a=input('input a:'); b=input('input b:'); x=[]; y=[]; x(1)=input('input x1:'); y(1)=input('input y1:'); %输入点数、初始值以及系数for i=2:n x(i)=a*x(i-1)-b*(y(i-1)-x(i-1)^2); y(i)=a*x(i-1)+b*(y(i-1)-x(i-1)^2); %根据已输入的数据进行迭代end figure;plot(x,y,'linewidth',2) axis equal %横纵坐标等比例 text(x(1),y(1),'1st point') %标记初始点 运行结果:

心得体会及改进:在输入某些数据时,所绘曲线可能是一条折线(如:n=5,a=b=x1=1,y1=2)甚至只有一个点(如:n=5,a=b=x1=y1=1),此时可能出现曲线与坐标轴重合或无法看到点的情况,为了更清晰地展现曲线,可以使线宽适当加宽并标记初始点。 2.编程实现奥运5环图,允许用户输入环的直径。 程序代码: 函数circle: %在指定的圆心坐标处,用指定颜色、宽度的线条绘出指定半径、圆心角的弧 function f=circle(r,x,y,color,linw,alp1,alp2) alp=linspace(alp1,alp2); X=r*cos(alp)+x; Y=r*sin(alp)+y; plot(X,Y,color,'linewidth',linw) end 主程序代码: r=input('input r:');

数字信号处理教案

数字信号处理教案 余月华

课程特点: 本课程是为电子、通信专业三年级学生开设的一门课程,它是在学生学完了信号与系统的课程后,进一步为学习专业知识打基础的课程。本课程将通过讲课、练习使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。课程内容包括:离散时间信号与系统;离散变换及其快速算法;数字滤波器结构;数字滤波器设计;数字信号处理系统的实现等。 本课程逻辑性很强, 很细致, 很深刻;先难后易, 前三章有一定的难度, 倘能努力学懂前三章(或前三章的0080), 后面的学习就会容易一些;只要在课堂上专心听讲, 一般是可以听得懂的, 但即便能听懂, 习题还是难以顺利完成。这是因为数字信号分析技巧性很强, 只了解基本的理论和方法, 不辅以相应的技巧, 是很难顺利应用理论和方法的。论证训练是信号分析课基本的,也是重要的内容之一, 也是最难的内容之一。 因此, 理解证明的思维方式, 学习基本的证明方法, 掌握叙述和书写证明的一般语言和格式, 是信号分析教学贯穿始终的一项任务。 鉴于此, 建议的学习方法是: 预习, 课堂上认真听讲, 必须记笔记, 但要注意以听为主, 力争在课堂上能听懂七、八成。 课后不要急于完成作业, 先认真整理笔记, 补充课堂讲授中太简或跳过的推导, 阅读教科书, 学习证明或推导的叙述和书写。基本掌握了课堂教学内容后, 再去做作业。在学习中, 要养成多想问题的习惯。 课堂讲授方法: 1. 关于教材: 《数字信号处理》 作者 丁玉美 高西全 西安电子科技大学出版社 2. 内容多, 课时紧: 大学课堂教学与中学不同的是每次课介绍的内容很多, 因此, 内容重复的次数少, 讲课只注重思想性与基本思路, 具体内容或推导特别是同类型或较简的推理论证及推导计算, 可能讲得很简, 留给课后的学习任务一般很重。. 3. 讲解的重点: 概念的意义与理解, 理论的体系, 定理的意义、条件、结论、定理证明的分析与思路, 具有代表性的证明方法, 解题的方法与技巧,某些精细概念之间的本质差别. 在教学中, 可能会写出某些定理证明, 以后一般不会做特别具体的证明叙述. 4. 要求、辅导及考试: a. 学习方法: 适应大学的学习方法, 尽快进入角色。 课堂上以听为主, 但要做课堂笔记,课后一定要认真复习消化, 补充笔记,一般课堂教学与课外复习的时间比例应为1 : 3 。 b. 作业: 大体上每两周收一次作业, 一次收清。每次重点检查作业总数的三分之一。 作业的收交和完成情况有一个较详细的登记, 缺交作业将直接影响学期总评成绩。 c. 辅导: 大体两周一次。 d. 考试: 只以最基本的内容进行考试, 大体上考课堂教学和所布置作业的内容。 课程的基本内容与要求 第一章. 时域离散信号与时域离散系统 1. 熟悉6种常用序列及序列运算规则; 2. 掌握序列周期性的定义及判断序列周期性的方法; 3. 掌握离散系统的定义及描述方法(时域描述和频域描述); 4. 掌握LSI 系统的线性移不变和时域因果稳定性的判定; 第二章 时域离散信号与系统的傅立叶变换分析方法

DSP常见算法的实现

3.6 常见的算法实现 在实际应用中虽然信号处理的方式多种多样,但其算法的基本要素却大多相同,在本节中介绍几种较为典型的算法实现,希望通过对这些例子(单精度,16bit )的分析,能够让大家熟悉DSP 编程中的一些技巧,在以后的工作中可以借鉴,达到举一反三的效果。 1. 函数的产生 在高级语言的编程中,如果要使用诸如正弦、余弦、对数等数学函数,都可以直接调用运行库中的函数来实现,而在DSP 编程中操作就不会这样简单了。虽然TI 公司提供的实时运行库中有一些数学函数,但它们所耗费的时间大多太长,而且对于大多数定点程序使用双精度浮点数的返回结果有点“大材小用”的感觉,因此需要编程人员根据自身的要求“定制”数学函数。实现数学函数的方法主要有查表法、迭代法和级数逼近法等,它们各有特点,适合于不同的应用。 查表法是最直接的一种方法,程序员可以根据运算的需要预先计算好所有可能出现的函数值,将这些结果编排成数据表,在使用时只需要根据输入查出表中对应的函数值即可。它的特点是速度快,但需要占用大量的存储空间,且灵活度低。当然,可以对上述查表法作些变通,仅仅将一些关键的函数值放置在表中,对任意一个输入,可根据和它最接近的数据采用插值方法来求得。这样占用的存储空间有所节约,但数值的准确度有所下降。 迭代法是一种非常有用的方法,在自适应信号处理中发挥着重要的作用。作为函数产生的一种方法,它利用了自变量取值临近的函数值之间存在的关系,如时间序列分析中的AR 、MA 、ARMA 等模型,刻画出了信号内部的特征。因为它只需要存储信号模型的参量和相关的状态变量,所以所占用的存储空间相对较少,运算时间也较短。但它存在一个致命的弱点,由于新的数值的产生利用了之前的函数值,所以它容易产生误差累积,适合精度要求不高的场合。 级数逼近法是用级数的方法在某一自变量取值范围内去逼近数学函数,而将自变量取值在此范围外的函数值利用一些数学关系,用该范围内的数值来表示。这种方法最大的优点是灵活度高,且不存在误差累积,数值精度由程序员完全控制。该方法的关键在于选择一个合适的自变量取值区间和寻找相应的系数。 下面通过正弦函数的实现,具体对上述三种方法作比较。 查表法较简单,只需要自制一张数据表,也可以利用C5400 DSP ROM 内的正弦函数表。 迭代法的关键是寻找函数值间的递推关系。假设函数采样时间间隔为T ,正弦函数的角频率为ω,那么可以如下推导: 令()()()T T ω?β?αω?-+=+sin sin sin 等式的左边展开为 T T side left ω?ω?sin cos cos sin _+= 等式的右边展开为 ()T T side right ω?βωα?sin cos cos sin _-+= 对比系数,可以得到1,cos 2-==βωαT 。令nT =?,便可以得到如下的递推式: [][][]21cos 2---=n s n s T n s ω

数字信号处理总结与-习题(答案

对模拟信号(一维信号,是时间的函数)进行采样后,就是 离散 信号,再进行幅度量化后就是 数字信号。2、若线性时不变系统是有因果性,则该系统的单位取样响应序列h(n)应满足的充分必要条件是 当n<0时,h(n)=0 。3、序列)(n x 的N 点DFT 是)(n x 的Z 变换在 单位圆 的N 点等间隔采样。4、)()(5241 n R x n R x ==,只有 当循环卷积长度L ≥8 时,二者的循环卷积等于线性卷积。5、已知系统的单位抽样响应为h(n),则系统稳定的充要条件是 ()n h n ∞ =-∞ <∞ ∑ 6、用来计算N =16点DFT ,直接计算需要(N 2 )16*16=256_次复乘法,采用基2FFT 算法, 需要__(N/2 )×log 2N =8×4=32 次复乘法。7、无限长单位冲激响应(IIR )滤波器的基本结构有直接Ⅰ型,直接Ⅱ型,_级联型_和 并联型_四种。8、IIR 系统的系统函数为)(z H ,分别用直接型,级联型,并联型结构实现,其中 并 联型的运算速度最高。9、数字信号处理的三种基本运算是:延时、乘法、加法 10、两个有限长序列 和 长度分别是 和 ,在做线性卷积后结果长度是__N 1+N 2-1_。11、N=2M 点基2FFT ,共有 M 列蝶形, 每列有N/2 个蝶形。12、线性相位FIR 滤波器的零点分布特点是 互为倒数的共轭对 13、数字信号处理的三种基本运算是: 延时、乘法、加法 14、在利用窗函数法设计FIR 滤波器时,窗函数的窗谱性能指标中最重要的是___过渡带宽___与__阻带最小衰减__。16、_脉冲响应不变法_设计IIR 滤波器不会产生畸变。17、用窗口法设计FIR 滤波器时影响滤波器幅频特性质量的主要原因是主瓣使数字滤波器存在过渡带,旁瓣使数字滤波器存在波动,减少阻带衰减。18、单位脉冲响应分别为 和 的两线性系统相串联,其等效系统函数时域及频域表达式分别是h(n)=h 1(n)*h 2(n), =H 1(e j ω )× H 2(e j ω )。19、稳定系统的系统函数H(z)的收敛域包括 单位圆 。20、对于M 点的有限长序列x(n),频域采样不失真的条件是 频域采样点数N 要大于时域采样点数M 。 1、下列系统(其中y(n)为输出序列,x(n)为输入序列)中哪个属于线性系统?( y(n)=x(n 2 ) ) A.窗函数的截取长度增加,则主瓣宽度减小,旁瓣宽度减小 B.窗函数的旁瓣相对幅度取决于窗函数的形状,与窗函数的截取长度无关 C.为减小旁瓣相对幅度而改变窗函数的形状,通常主瓣的宽度会增加 D.窗函数法能用于设计FIR 高通滤波4、因果FIR 滤波器的系统函数H(z)的全部极点都在(z = 0 )处。6、已知某序列z 变换的收敛域为|z|<1,则该序列为(左边序列)。7、序列)1() (---=n u a n x n ,则)(Z X 的收敛域为(a Z <。8、在对连续信号均匀 采样时,要从离散采样值不失真恢复原信号,则采样周期T s 与信号最高截止频率f h 应满足关系(T s <1/(2f h ) ) 9、 )()(101n R n x =,)()(72n R n x =,用DFT 计算二者的线性卷积,为使计算量尽可能的少,应使DFT 的长度N 满足 (16=N )。10、线性相位FIR 滤波器有几种类型( 4) 。11、在IIR 数字滤波器的设计中,用哪种方法只适 合于片断常数特性滤波器的设计。(双线性变换法)12、下列对IIR 滤波器特点的论述中错误的是( C )。 A .系统的单位冲激响应h(n)是无限长的B.结构必是递归型的C.肯定是稳定的D.系统函数H(z)在有限z 平面(0<|z|<∞)上有极点 13、有限长序列h(n)(0≤n ≤N-1)关于τ= 2 1 -N 偶对称的条件是(h(n)=h(N-n-1))。14、下列关于窗函数设计法的说法中错误的是( D )。A.窗函数的截取长度增加,则主瓣宽度减小,旁瓣宽度减小 B.窗函数的旁瓣相对幅度取决于窗函数的形状,与窗函数的截取长度无关 C.为减小旁瓣相对幅度而改变窗函数的形状,通常主瓣的宽度会增加 D.窗函数法不能用于设计FIR 高通滤波器 15、对于傅立叶级数而言,其信号的特点是(时域连续非周期,频域连续非周期)。

MCU第一次实验报告

东南大学自动化学院 实验报告 课程名称: MCU综合课程设计 第 1 次实验 实验名称:数据传送与多字节十进制加法实验 院(系):自动化专业:自动化 姓名:李周洋学号:08011328 实验室:测控技术实验室实验组别: 同组人员:刘乃广实验时间:2014 年 4 月17 日评定成绩:审阅教师:

目录 一.实验目的和要求 (2) 二.实验原理 (2) 三.实验方案与实验步骤 (3) 四.实验设备与器材配置 (5) 五.实验记录 (6) 六.实验总结 (6) 七.思考题或讨论题 (6) 八.源代码 (7)

一.实验目的和要求 实验目的 (1)熟悉掌握将数据存入片外存储空间或片内存储空间的方式和指令以及熟悉掌握外部存储空间中数据传递的方式和指令; (2)学会用汇编语言进行循环操作。 (3)熟悉掌握汇编语言进行的十进制加法运算和十进制调整指令。 (4)理解进位溢出的原理。 (5)熟悉使用Medley软件进行下载调试(单步、断点),并查看相关的寄存器值和片内外存储器的值。 实验要求 1、数据传送实验 把数据0A0H放到地址为40H的内存单元,并将数值和地址分别递增1,要求一共做十次这样的操作。然后将内存空间40H-49H的数值分别传递给50H-59H的内存空间中。 2、多字节十进制加法实验 将存放在单片机内部RAM中以40H为首的3个地址单元中的一个六位十进制数与存放在50H为首的3个地址单元中的一个六位十进制数相加,将相加结果存放在以60H为首的地址RAM地址单元中。 数据存放方式:十进制数以BCD码存放,高位数据在低地址,低位数据在高地址。 (40H) (41H) (42H) + (50H) (51H) (52H) = (60H) (61H) (62H) (63H) 最高位进位存放在60H中。数据都存放在片内数据存储器内。 二.实验原理 1、数据传送实验 当使用Ri(i=0、1)作片外寻址时候,需要预先设置高位地址线P2的值。程序中将P2的值设为00H。如果利用DPTR作间址寄存器,无需改变P2口的值,可直接使用. 因为程序中使用的是R0、R1作片外寻址,首先将P2口写0,即把高位地址置0,然后将地址初值40H放入寄存器R0。同时,将初始数据放入一个累加器A中。之后,一个MOVX A,@R0操作便可将累加器中的数据传送到片外数据存储单元中去。由于这样的操作要做十次,所以用一个寄存器R2作为计数器使用,即将0AH存放在寄存器内。当寄存器的值不为0,用DJNZ循环操作。 第二步是要将40H-49H的数值分别传到50H-59H的内存空间中。先将源地址初值和目的地址初值分别存放在寄存器R0和R1内。再重置计数初值R2,同样用DJNZ循环。循环时,先将数据初值放入一个累加器A内,通过A间接地传送数值。R0和R1经过一次循环分别加一。直至循环结束。

DSP是TMSTM系列DSP产品中的定点数字信号处理器

第1章绪论 TMS320C54x TM DSP是TMS320TM系列DSP产品中的定点数字信号处理器。C54x DSP 满足了实时嵌入式应用的一些要求,例如通信方面的应用。 C54x的中央处理单元(CPU)具有改进的哈佛结构,它的特点是最小化的功耗和高度的并行性。除此之外,C54x中多样化的寻址方式和指令集也大大提高了整个系统的性能。 1.1 TMS320系列DSP简介 TMS320TM系列DSP包括定点DSP、浮点DSP和多处理器DSP(也称DSPs),其结构是专门为实时的信号处理设计的。TMS320系列DSP有以下一些特性使得该系列的产品有着广阔的应用领域: ?非常灵活的指令集。 ?固有的操作灵活性。 ?高速运行的性能。 ?创新的并行结构。 ?成本效率高。 ?对C语言的友好的结构。 1.1.1 TMS320系列DSP的历史、发展和优势 1982年,德州仪器公司(TI)推出了TMS320系列中第一代定点DSP产品——TMS320C10。在这一年年末,《电子产品》杂志赠予TMS320C10“年度产品”的称号。TMS320C10成为后续的TMS320系列DSP的模型。 今天,TMS320 DSP系列包括三大DSP平台:TMS320C2000TM、TMS320C5000TM和TMS320C6000TM。在C5000TM DSP平台中又包含三代产品:TMS320C5x TM、TMS320C54x TM 和TMS320C55x TM系列。 C5000 DSP平台中的器件都采用了相同的CPU结构,但结合了不同的片内存储器和外设结构。这些不同的结构满足了世界范围内电子市场的很多领域的需要。当把存储器、外设和CPU结合起来集成到单个芯片上时,整个系统的费用就大大地降低了,电路板的体积也减小了。图1-1所示为TMS320系列器件的演化过程。

数字信号处理教案

数字信号处理教案

课程特点: 本课程是为电子、通信专业三年级学生开设的一门课程,它是在学生学完了信号与系统的课程后,进一步为学习专业知识打基础的课程。本课程将通过讲课、练习使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。课程内容包括:离散时间信号与系统;离散变换及其快速算法;数字滤波器结构;数字滤波器设计;数字信号处理系统的实现等。 本课程逻辑性很强, 很细致, 很深刻;先难后易, 前三章有一定的难度, 倘能努力学懂前三章(或前三章的0080), 后面的学习就会容易一些;只要在课堂上专心听讲, 一般是可以听得懂的, 但即便能听懂, 习题还是难以顺利完成。这是因为数字信号分析技巧性很强, 只了解基本的理论和方法, 不辅以相应的技巧, 是很难顺利应用理论和方法的。论证训练是信号分析课基本的,也是重要的内容之一, 也是最难的内容之一。 因此, 理解证明的思维方式, 学习基本的证明方法, 掌握叙述和书写证明的一般语言和格式, 是信号分析教学贯穿始终的一项任务。 鉴于此, 建议的学习方法是: 预习, 课堂上认真听讲, 必须记笔记, 但要注意以听为主, 力争在课堂上能听懂七、八成。 课后不要急于完成作业, 先认真整理笔记, 补充课堂讲授中太简或跳过的推导, 阅读教科书, 学习证明或推导的叙述和书写。基本掌握了课堂教学内容后, 再去做作业。在学习中, 要养成多想问题的习惯。 课堂讲授方法: 1. 关于教材: 《数字信号处理》 作者 丁玉美 高西全 西安电子科技大学出版社 2. 内容多, 课时紧: 大学课堂教学与中学不同的是每次课介绍的内容很多, 因此, 内容重复的次数少, 讲课只注重思想性与基本思路, 具体内容或推导特别是同类型或较简的推理论证及推导计算, 可能讲得很简, 留给课后的学习任务一般很重。. 3. 讲解的重点: 概念的意义与理解, 理论的体系, 定理的意义、条件、结论、定理证明的分析与思路, 具有代表性的证明方法, 解题的方法与技巧,某些精细概念之间的本质差别. 在教学中, 可能会写出某些定理证明, 以后一般不会做特别具体的证明叙述. 4. 要求、辅导及考试: a. 学习方法: 适应大学的学习方法, 尽快进入角色。 课堂上以听为主, 但要做课堂笔记,课后一定要认真复习消化, 补充笔记,一般课堂教学与课外复习的时间比例应为1 : 3 。 b. 作业: 大体上每两周收一次作业, 一次收清。每次重点检查作业总数的三分之一。 作业的收交和完成情况有一个较详细的登记, 缺交作业将直接影响学期总评成绩。 c. 辅导: 大体两周一次。 d. 考试: 只以最基本的内容进行考试, 大体上考课堂教学和所布置作业的内容。 课程的基本内容与要求 第一章. 时域离散信号与时域离散系统 1. 熟悉6种常用序列及序列运算规则; 2. 掌握序列周期性的定义及判断序列周期性的方法; 3. 掌握离散系统的定义及描述方法(时域描述和频域描述); 4. 掌握LSI 系统的线性移不变和时域因果稳定性的判定; 第二章 时域离散信号与系统的傅立叶变换分析方法

数字信号处理复习总结-最终版

绪论:本章介绍数字信号处理课程的基本概念 0.1信号、系统与信号处理 1?信号及其分类 信号是信息的载体,以某种函数的形式传递信息。这个函数可以是时间域、频率域或其它域,但最基础的域是时域。 分类: 周期信号/非周期信号 确定信号/随机信号能量信号/功率信号 连续时间信号/离散时间信号/数字信号按自变量与函数值的取值形式不同分类: 2?系统 系统定义为处理(或变换)信号的物理设备,或者说,凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备都称为系统。 3. 信号处理 信号处理即是用系统对信号进行某种加工。包括:滤波、分析、变换、综合、压缩、估计、识别等等。所谓“数字信号处理”,就是用数值计算的方法,完成对信号的处理。 0.2数字信号处理系统的基本组成 数字信号处理就是用数值计算的方法对信号进行变换和处理。不仅应用于数字化信号的处理, 而且也可应用于模拟信号的处理。以下讨论模拟信号数字化处理系统框图。 精选

PrF ADC DSP DAC PoF (1)前置滤波器 将输入信号X a(t )中高于某一频率(称折叠频率,等于抽样频率的一半)的分量加以滤除。 (2)A/D变换器 在A/D变换器中每隔T秒(抽样周期)取出一次X a(t)的幅度,抽样后的信号称为离散信号。在A/D 变换器中的保持电路中进一步变换为若干位码。 (3)数字信号处理器(DSP) (4)D/A变换器 按照预定要求,在处理器中将信号序列x(n)进行加工处理得到输出信号y(n)。由一个二进制码流产生一个阶梯波形,是形成模拟信号的第一步。 (5)模拟滤波器 把阶梯波形平滑成预期的模拟信号;以滤除掉不需要的高频分量,生成所需的模拟信号y a(t)。 0.3数字信号处理的特点 (1)灵活性。(2)高精度和高稳定性。(3)便于大规模集成。(4)对数字信号可以存储、运算、系统可以获得高性能指标。 0.4数字信号处理基本学科分支 数字信号处理(DSP)一般有两层含义,一层是广义的理解,为数字信号处理技术 ----- D igitalSignalProcessing 另一层是狭义的理解,为数字信号处理器----- DigitalSignalProcesso。 0.5课程内容 该课程在本科阶段主要介绍以傅里叶变换为基础的“经典”处理方法,包括:(1)离散傅里叶变换及其快速算法。(2)滤波理论(线性时不变离散时间系统,用于分离相加性组合的信号,要求信号 频谱占据不同的频段)。 在研究生阶段相应课程为“现代信号处理”(AdvancedSignalProcessin)信号对象主要是随机信 号,主要内容是自适应滤波(用于分离相加性组合的信号,但频谱占据同一频段)和现代谱估计。 简答题: 1 ?按自变量与函数值的取值形式是否连续信号可以分成哪四种类型?

《数字信号处理》课程教学大纲

《数字信号处理》课程教学大纲 (10级) 编号:40023600 英文名称:Digital Signal Processing 适用专业:通信工程;电子信息工程 责任教学单位:电子工程系通信工程教研室 总学时:56 学分:3.5 考核形式:考试 课程类别:专业基础课 修读方式:必修 教学目的:数字信号处理是通信工程、电子信息工程专业的一门专业基础课,通过本课程的学习使学生建立数字信号处理的基本概念、掌握数字信号处理的基本理论、基本分析方法和数字滤波器的基本设计方法,具有初步的算法分析和运用MATLAB编程的能力,了解数字信号处理的新方法和新技术。为学习后续专业课程和从事数字信号处理方面的研究工作打下基础。 主要教学内容及要求: 1.绪论 了解数字信号处理的特点,应用领域,发展概况和发展局势。 2.时域离散信号和时域离散系统 了解连续信号、时域离散信号和数字信号的定义和相互关系;掌握序列的表示、典型序列、序列的基本运算;掌握时域离散系统及其性质,掌握时域离散系统的时域分析,掌握采样定理、连续信号与离散信号的频谱关系。 3.时域离散信号和系统的频域分析 掌握序列的傅里叶变换(FT)及其性质;掌握序列的Z变换(ZT) 、Z变换的主要性质;掌握离散系统的频域分析;了解梳状滤波器,最小相位系统。 4.离散傅里叶变换(DFT) 掌握离散傅里叶变换(DFT)的定义,掌握DFT、ZT、FT、DFS之间的关系;掌握DFT的性质;掌握频域采样;掌握DFT的应用、用DFT计算线性卷积、用DFT分析信号频谱。 5.快速傅里叶变换(FFT) 熟悉DFT的计算问题及改进途经;掌握DIT-FFT算法及其编程思想;掌握IDFT的高效算法。 6.数字滤波网络 了解滤波器结构的基本概念与分类;掌握IIR-DF网络结构(直接型,级联型,并联型);掌握FIR-DF网络结构(直接型,线性相位型,级联型,频率采样型,快速卷积型)。 7.无限冲激响应(IIR)数字滤波器设计 熟悉滤波的概念、滤波器的分类及模拟和数字滤波器的技术指标;熟悉模拟滤波器的设计;掌握用冲激响应不变法设计IIR数字滤波器;掌握用双线性变换法设计IIR数字滤波器。 8.有限冲激响应(FIR)数字滤波器设计 熟悉线性相位FIR数字滤波器的特点;掌握FIR数字滤波器的窗函数设计法;掌握FIR数字滤波器的频率抽样设计法;了解FIR数字滤波器的切比雪夫最佳一致逼近设计法。 本课程与其他课程的联系与分工:先修课程:信号与系统,复变函数与积分变换,数字电路;后续课程有:DSP原理及应用,语音信号处理,数字图像处理等。

数字信号处理学习心得体会

数字信号处理学习心得 体会

数字信号处理学习心得 一、课程认识和内容理解 《数字信号处理》是我们通信工程和电子类专业的一门重要的专业基础课程,主要任务是研究数字信号处理理论的基本概念和基本分析方法,通过建立数学模型和适当的数学分析处理,来展示这些理论和方法的实际应用。 数字信号处理技术正飞速发展,它不但自成一门学科,更是以不同形式影响和渗透到其他学科:它与国民经济息息相关,与国防建设紧密相连;它影响或改变着我们的生产、生活方式,因此受到人们普遍的关注。信息科学是研究信息的获取、传输、处理和利用的一门科学,信息要用一定形式的信号来表示,才能被传输、处理、存储、显示和利用,可以说,信号是信息的表现形式。这学期数字信号处理所含有的具体内容如下: 第一单元的课程我们深刻理解到时域离散信号和时域离散系统性质和特点;时域离散信号和时域离散系统时域分析方法;模拟信号的数字处理方法。 第二单元的课程我们理解了时域离散信号(序列)的傅立叶变换,时域离散信号Z变换,时域离散系统的频域分析。 第三单元的课程我们学习了离散傅立叶变换定义和性质,离散傅立叶变换应用——快速卷积,频谱分析。 第四单元的课程我们重点理解基 2 FFT算法——时域抽取法﹑频域抽取法,FFT的编程方法,分裂基FFT算法。 第五单元的课程我们学了网络结构的表示方法——信号流图,无限脉冲响

应基本网络结构,有限脉冲响应基本网络结构,时域离散系统状态变量分析法。 第六单元的课程我们理解数字滤波器的基本概念,模拟滤波器的设计,巴特沃斯滤波器的设计,切比雪夫滤波器的设计,脉冲响应不变法设计无限脉冲响应字数字滤波器,双线性变换法设计无限脉冲响应字数字滤波器,数字高通﹑带通﹑带阻滤波器的设计。 第七单元的课程我们学习了线性相位有限脉冲响应(FIR)数字滤波器,窗函数法设计有限脉冲响应(FIR)数字滤波器,频率采样法设计有限脉冲响应(FIR)数字滤波器 二、专业认识和未来规划 通信工程是一门工程学科,主要是在掌握通信基本理论的基础上,运用各种工程方法对通信中的一些实际问题进行处理。通过该专业的学习,可以掌握电话网、广播电视网、互联网等各种通信系统的原理,研究提高信息传送速度的技术,根据实际需要设计新的通信系统,开发可迅速准确地传送各种信息的通信工具等。 对于我们通信专业,我觉得是个很好的专业,现在这个专业很热门,这个专业以后就业的方向也很多,就业面很广。我们毕业以后工作,可以进入设备制造商、运营商、专有服务提供商以及银行等领域工作。当然,就业形势每年都会变化,所以关键还是要看自己。可以从事硬件方面,比如说PCB,别小看这门技术,平时我们在试验时制作的简单,这一技术难点就在于板的层数越多,要做的越稳定就越难,这可是非常有难度的,如果学好了学精了,也是非常好找工作的。也可以从事软件方面,这实际上要我们具备比较好的模电和数电的

电路分析实验报告第一次完整版

电路分析实验报告第一 次 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

电路分析实验报告 实验报告(二、三) 一、实验名称实验二 KCL与KVL的验证 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用; 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压; 3.验证基尔霍夫定理的正确性。 三、实验原理 KCL为任一时刻,流出某个节点的电流的代数和恒等于零,流入任一封闭面的电流代数和总等于零。且规定规定:流出节点的电流为正,流入节点的电流为负。 KVL为任一时刻,沿任意回路巡行,所有支路电压降之和为零。且各元件取号按照遇电压降取“+”,遇电压升取“-”的方式。沿顺时针方向绕行电压总和为0。电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过的各元件电压降的代数和。 四、实验内容 电路图截图: 1.验证KCL: 以节点2为研究节点,电流表1、3、5的运行结果截图如下: 由截图可知,流入节点2的电流为2.25A,流出节点2 的电流分别为750mA和1.5A。2.25=0.75+1.5。所以,可验证KCL成立。2.验证KVL:

以左侧的回路为研究对象,运行结果的截图如下: 由截图可知,R3两端电压为22.5V,R1两端电压为7.5V,电压源电压为30V。22.5+7.5-30=0。所以,回路电压为0,所以,可验证KVL成立。 一、实验名称实验三回路法或网孔法求支路电流(电压) 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用; 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压; 3.验证网孔分析法的正确性。 三、实验原理 为减少未知量(方程)的个数,可以假想每个回路中有一个回路电流。若回路电流已求得,则各支路电流可用回路电流线性组合表示。这样即可求得电路的解。回路电流法就是以回路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。网孔电流法就是对平面电路,若以网孔为独立回路,此时回路电流也称为网孔电流,对应的分析方法称为网孔电流法。 四、实验内容 实验电路截图: 如图所示,i1,i2,i3分别为三个网孔的电流,方向如图所示,均为顺时针。 网孔一中含有一个电流源,而且电流源仅在网孔一中,所以,网孔一的电流就是电流源电流2A。设电流源两端电压为U7。

DSP是TMS320TM系列DSP产品中的定点数字信号处理器

DSP是TMS320TM系列DSP产品中的定点数字信 号处理器 TMS320C54x TM DSP是TMS320TM系列DSP产品中的定点数字信号处理器。C54x DSP 满足了实时嵌入式应用的一些要求,例如通信方面的应用。 C54x的中央处理单元(CPU)具有改进的哈佛结构,它的特点是最小化的功耗和高度的并行性。除此之外,C54x中多样化的寻址方式和指令集也大大提高了整个系统的性能。 1.1 TMS320系列DSP简介 TMS320TM系列DSP包括定点DSP、浮点DSP和多处理器DSP(也称DSPs),其结构是专门为实时的信号处理设计的。TMS320系列DSP有以下一些特性使得该系列的产品有着宽敞的应用领域: ?专门灵活的指令集。 ?固有的操作灵活性。 ?高速运行的性能。 ?创新的并行结构。 ?成本效率高。 ?对C语言的友好的结构。 1.1.1 TMS320系列DSP的历史、进展和优势 今天,TMS320 DSP系列包括三大DSP平台:TMS320C2000TM、TMS320C5000TM和TMS320C6000TM。在C5000TM DSP平台中又包含三代产品:TMS320C5x TM、TMS320C54x TM 和TMS320C55x TM系列。 C5000 DSP平台中的器件都采纳了相同的CPU结构,但结合了不同的片内储备器和外设结构。这些不同的结构满足了世界范畴内电子市场的专门多领域的需要。当把储备器、外设和CPU结合起来集成到单个芯片上时,整个系统的费用就大大地降低了,电路板的体积也减小了。图1-1所示为TMS320系列器件的演化过程。

控制最优化平台高效益平台 高性能平台 图1-1 TMS320系列DSP的演化过程 1.1.2 TMS320系列DSP的典型应用 表1-1列出了TMS320系列DSP的一些典型的应用。TMS320 系列DSP与标准的微处理器/微运算机器件相比,能够为传统信号处理咨询题提供更合适的处理方式,例如处理语音合成和滤波咨询题。TMS320系列DSP也支持多个操作需要同时进行处理的复杂应用场合。 表1-1 TMS320 系列DSP的典型应用

数字信号处理 详细分析 采样

离散傅里叶变换 一、问题的提出:前已经指出,时域里的周期性信号在频域里表现为离散的值,通常称为谱线;而时域里的离散信号(即采样数据)在频域里表现为周期性的谱。 推论:时域里的周期性的离散信号,在频域里对应为周期性的离散的谱线。 由于傅里叶变换和它的反变换的对称性,我们不妨对称地把前者称为时域的采样,后者称为频域的采样;这样,采用傅里叶变换,时域的采样可以变换成为频域的周期性离散函数,频域的采样也可以变换成列域的周期性离散函数,这样的变换被称为离散傅里叶变换,简称为DFT。图3-1就是使用采样函数序列作离散傅里叶变换的简单示例。 (a )时域的采样在频域产生的周期性 (b )频域的采样在时域产生的周期性 图3-1 采样函数的离散傅里叶变换 上图就是使用采样函数序列作离散傅立叶变换的简单示例,在时域间隔为s t 的采样函数 序列的DFT 是频域里间隔为s s t f 1 =的采样函数序列;反之,频域里间隔为s f 的采样函数序列是时域里间隔为w W f T 1=的采样函数序列,如图3-1(b)所示。 由于在离散傅立叶变换中,时域和频域两边都是离散值,因此它才是真正能作为数字信号处理的变换,又由于变换的两边都表现出周期性,因此变换并不需要在),(+∞-∞区间进行,只需讨论一个有限周期里的采样作变换就可以保留全部信息。 表3-1为傅立叶变换和傅立叶级数的关系

二、DFT 的定义和性质 离散傅里叶变换(DFT )的定义为: 1、非周期离散时间信号)(n x 的Fourier 变换定义为:ωωωd e n x e X n j j -∞ ∞-∑ =)()( (1) 反变换:ωπωππωd e e X n x n j j ?-= )(21)( )(ωj e X 的一个周期函数(周期为)π 2,上式得反变换是在)(ωj e X 的一个周期内求积分的。这里数字信号的频率用ω来表示,注意ω与Ω有所不同。设s f 为采样频率,则采样周期为 f T 1 =,采样角频率T s π2=Ω,数字域的频率s s f πω2= 式1又称为离散时间Fourier 变换(DTFT )2、周期信号的离散Fourier 级数(DFS ) 三、窗函数和谱分析 1、谱泄露和栅栏效应 离散傅立叶变换是对于在有限的时间间隔(称时间窗)里的采样数据的变换,相当于对数据进行截断。这有限的时间窗既是DFT 的前提,同时又会在变换中引起某些不希望出现的结果,即谱泄露和栅栏效应。 1)谱泄露 以简单的正弦波的DFT 为例,正弦波具有单一的频率,因而在无限长的时间的正弦波,应该观察到单一δ函数峰,如下图示,但实际上都在有限的时间间隔里观察正弦波,或者在时间窗里作DFT ,结果所得的频谱就不再是单一的峰,而是分布在一个频率范围内,下图(b )示。这样信号被时间窗截断后的频谱不再是它真正的频谱,称为谱泄露。

数字信号处理复习总结-最终版

绪论:本章介绍数字信号处理课程的基本概念。 0.1信号、系统与信号处理 1.信号及其分类 信号是信息的载体,以某种函数的形式传递信息。这个函数可以是时间域、频率域或其它域,但最基础的域是时域。 分类: 周期信号/非周期信号 确定信号/随机信号 能量信号/功率信号 连续时间信号/离散时间信号/数字信号 按自变量与函数值的取值形式不同分类: 2.系统 系统定义为处理(或变换)信号的物理设备,或者说,凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备都称为系统。 3.信号处理 信号处理即是用系统对信号进行某种加工。包括:滤波、分析、变换、综合、压缩、估计、识别等等。所谓“数字信号处理”,就是用数值计算的方法,完成对信号的处理。 0.2 数字信号处理系统的基本组成 数字信号处理就是用数值计算的方法对信号进行变换和处理。不仅应用于数字化信号的处理,而且

也可应用于模拟信号的处理。以下讨论模拟信号数字化处理系统框图。 (1)前置滤波器 将输入信号x a(t)中高于某一频率(称折叠频率,等于抽样频率的一半)的分量加以滤除。 (2)A/D变换器 在A/D变换器中每隔T秒(抽样周期)取出一次x a(t)的幅度,抽样后的信号称为离散信号。在A/D 变换器中的保持电路中进一步变换为若干位码。 (3)数字信号处理器(DSP) (4)D/A变换器 按照预定要求,在处理器中将信号序列x(n)进行加工处理得到输出信号y(n)。由一个二进制码流产生一个阶梯波形,是形成模拟信号的第一步。 (5)模拟滤波器 把阶梯波形平滑成预期的模拟信号;以滤除掉不需要的高频分量,生成所需的模拟信号y a(t)。 0.3 数字信号处理的特点 (1)灵活性。(2)高精度和高稳定性。(3)便于大规模集成。(4)对数字信号可以存储、运算、系统可以获得高性能指标。 0.4 数字信号处理基本学科分支 数字信号处理(DSP)一般有两层含义,一层是广义的理解,为数字信号处理技术——DigitalSignalProcessing,另一层是狭义的理解,为数字信号处理器——DigitalSignalProcessor。 0.5 课程内容 该课程在本科阶段主要介绍以傅里叶变换为基础的“经典”处理方法,包括:(1)离散傅里叶变换及其快速算法。(2)滤波理论(线性时不变离散时间系统,用于分离相加性组合的信号,要求信号频谱占据不同的频段)。 在研究生阶段相应课程为“现代信号处理”(AdvancedSignalProcessing)。信号对象主要是随机信号,主要内容是自适应滤波(用于分离相加性组合的信号,但频谱占据同一频段)和现代谱估计。 简答题: 1.按自变量与函数值的取值形式是否连续信号可以分成哪四种类型? 2.相对模拟信号处理,数字信号处理主要有哪些优点? 3.数字信号处理系统的基本组成有哪些?

DSP数字信号处理

数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。 简介 简单地说,数字信号处理就是用数值计算的方式对信号进行加工的理论和技术,它的英文原名叫digital signal processing,简称DSP。另外DSP也是digital signal processor的简称,即数字信号处理器,它是集成专用计算机的一种芯片,只有一枚硬币那么大。有时人们也将DSP看作是一门应用技术,称为DSP 技术与应用。 《数字信号处理》这门课介绍的是:将事物的运动变化转变为一串数字,并用计算的方法从中提取有用的信息,以满足我们实际应用的需求。 本定义来自《数字信号处理》杨毅明著,由机械工业出版社2012年发行。 特征和分类 信号(signal)是信息的物理体现形式,或是传递信息的函数,而信息则是信号的具体内容。 模拟信号(analog signal):指时间连续、幅度连续的信号。 数字信号(digital signal):时间和幅度上都是离散(量化)的信号。 数字信号可用一序列的数表示,而每个数又可表示为二制码的形式,适合计算机处理。 一维(1-D)信号: 一个自变量的函数。 二维(2-D)信号: 两个自变量的函数。 多维(M-D)信号: 多个自变量的函数。 系统:处理信号的物理设备。或者说,凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备。模拟系统与数字系统。 信号处理的内容:滤波、变换、检测、谱分析、估计、压缩、识别等一系列的加工处理。 多数科学和工程中遇到的是模拟信号。以前都是研究模拟信号处理的理论和实现。 模拟信号处理缺点:难以做到高精度,受环境影响较大,可靠性差,且不灵活等。数字系统的优点:体积小、功耗低、精度高、可靠性高、灵活性大、易于大规模集成、可进行二维与多维处理 随着大规模集成电路以及数字计算机的飞速发展,加之从60年代末以来数字信号处理理论和技术的成熟和完善,用数字方法来处理信号,即数字信号处理,已逐渐取代模拟信号处理。 随着信息时代、数字世界的到来,数字信号处理已成为一门极其重要的学科和技术领域。 数字信号处理器 DSP芯片,也称数字信号处理器,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器,其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下主要特点: (1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法;

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