《实验3信号发生器实验.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验3信号发生器实验.ppt（26页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术1利用利用DSPDSP实现信号滤波的框图实现信号滤波的框图 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术2信号输入输出电路图信号输入输出电路图信号源信号源to DSPto DSP的的McBSP1McBSP1from DSPfrom DSP的的McBSP1McBSP1 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术3信号输出端口信号输出端口from AD50from AD50信号输入输出电路图信号输入输出电路图 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术4实验实验3 3 信号发生器实验信号发生器实验一、实验目的一、实验
2、目的二、实验原理二、实验原理三、实验内容三、实验内容四、实验思考题四、实验思考题 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术5一、实验目的一、实验目的D/A转换器的初始化设置及其应用DSP产生正弦波的原理和算法，进而掌握任意信号波形(如三角波、锯齿波、矩形波等信号)产生的原理和算法。3.比较产生信号的两种主要方法(查表法和计算法)的优缺点。北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术61.TLC320AD50C的内部结构及工作原理 转换器的初始化与编程二、实验原理二、实验原理 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术7 TLC320AD50C是TI公司生产的一个S
3、IGMA-DELTA型16位串行A/D、D/A转换电路。采样速率：可通过DSP编程来设置，kb/s。内含抗混叠滤波器和重构滤波器。在DAC之前有一个插值滤波器：保证输出信号平滑，在ADC之后有一个抽取滤波器：提高输入信号的信噪比。1.TLC320AD50C的内部结构及工作原理 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术8TLC320AD50C的内部结构 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术9TLC320AD50C的7个寄存器Register1(1)输出增益(2)DAC操作模式：16bit或(15+1)bitRegister2(1)phone模式(2)ADC操作模式：1
4、6bit或(15+1)bitRegister4(1)放大器增益(2)fs=MCLK/(128N)(D7=0)或fs=MCLK/(512N)(D7=1)(3)利用PLL：fs=MCLK/(128N)或 PLL旁路：fs=MCLK/(512N)北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术10寄存器图寄存器图 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术11寄存器图寄存器图 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术12 DAC操作模式：16bit或(15+1)bit 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术13/*Open Handset Codec*/hHa
5、ndset=codec_open(HANDSET_CODEC);/*Set codec parameters*/*DAC in 15-bit mode*/codec_dac_mode(hHandset,CODEC_DAC_15BIT);/*16KHz sampling rate*/codec_sample_rate(hHandset,SR_16000);转换器的初始化与编程 函数原型在中，程序代码在和中 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术14转换器的初始化与编程 AD50允许对输入输出信号进行增益调节。如果需要对输入信号进行增益调节，可以利用如下语句：/*6dB gain o
6、n analog input to ADC*/codec_ain_gain(hHandset,CODEC_AIN_6dB);寄存器地址描述在中 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术15/*Set codec parameters*/codec_adc_mode(hHandset,CODEC_ADC_15BIT);/*ADC in 15-bit mode*/codec_aout_gain(hHandset,CODEC_AOUT_MINUS_6dB);/*-6dB gain on analog output from DAC*/2.A/D转换器的初始化与编程如果使用A/D转换器，其
7、编程方法和D/A编程方法相似。北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术16/*Wait for sample from handset*/while(!MCBSP_XRDY(HANDSET_CODEC);/*write to handset codec*/*(volatile u16*)DXR1_ADDR(HANDSET_CODEC)=data;2.数据输出 对A/D、D/A转换器编程完成后，DSP将数据通过串行口MCBSP1发送出去。北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术17 利用DSP和D/A转换器可以产生连续的正弦波信号，以及矩形波、锯齿波、三角波等其它各种信号
8、波形。产生连续的波形的方法一般有两种：查表法和计算法 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术18(1)产生波形方法：查表法 事先将需要输出的数据计算好，存储在DSP中，然后依次输出就可以了。优点：速度快，可以产生频率较高的波形，而且不占用DSP的计算时间。缺点：需要占用DSP的内部的存储空间，尤其对采样频率比较大的输出波形。这样，需要占用的内部的空间将更大，而DSP内部的存储空间有所限制，所以查表法的应用场合十分有限。北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术19 查表法(以正弦波为例)设周期为1的正弦信号 ，对此信号一个周期采用256个点()，作为原始数据，存入正弦波
9、信号的表格中。如果利用DSP十六进制整型数表示，还需将原始数据(十进制小数格式)乘以32767，变成DSP是16位整型格式(Q15格式数据)。北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术20(2)(2)计算法计算法(以正弦波为例)采用计算的方法依次计算数据而后输出，然后再计算而再输出。优缺点正好和查表法相反。优点：不占用DSP的存储空间缺点：占用DSP的计算时间，执行程序的开销变大。北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术21计算法计算法(以正弦波为例)如果要计算一个角度x的正弦和余弦值，可以使用泰勒级数进行近似计算。也可以使用递归的差分方程计算正弦和余弦值。yn=2cos
10、(a)*yn-1-yn-2其中：a=2pf0/fS为角度的计算步长。f0是正弦信号的频率，fS是D/A转换速率。北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术22计算法计算法(以正弦波为例)在产生周期性的正弦信号时，必须以一定的D/A转换速率fS将各个样点值送往D/A转换器。正弦信号每个周期的样点数N由正弦信号的频率f0及D/A转换速率fS决定：北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术23计算法计算法(以正弦波为例)例如，当利用递归的差分方程产生正弦信号时，若设定D/A转换速率fS=16000Hz，则产生f0=1000Hz的正弦波信号时，存在，此时a=2f0/fS=2/N=2
11、/16=0.3927首先在程序中计算出cos(a)及初始值y0和y1。cos(a)=0.9238795；y0=sin(0)=0；y1=sin(a)=0.382683；n2以后的yn的值，通过递归计算得出。北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术24查表法部分参考程序查表法部分参考程序s16SINE_TABLE=0 x00324,0 x00647；/存放原始数据表，256字/输出信号频率的计算：f=fs/(256/N)，一个周期取点数为Ni=i+1;/i=i+10;/625HZ/i=i+100;/6250HZi&=0 x00ff;/mod255out_bufferj=amp*SINE
12、_TABLEi;/数据存放在数组中j+;/amp为放大倍数j&=0 x00ff;北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术25三、实验内容三、实验内容1分别利用计算法和查表法产生1000Hz的余弦波信号，比较两者的特点，并使用示波器观测产生信号的频率和幅度。2.分别利用泰勒级数及递归差分方程计算法产生1000Hz的正弦波信号，比较其输出。3利用计算法产生其他非正弦类周期信号波形，如周期矩形波、三角波、锯齿波等。利用示波器可以能通过SPEAKER(J6)端口观察到这些波形吗？北京交通大学 国家工科电工电子教学基地DSP应用技术261还有哪些参数可以设置D/A转换器？2如何控制所产生信号的幅度？3利用计算法能否产生任意频率的正弦信号？4在利用查表法产生正弦信号时，为何信号频率越高，波形失真越严重？四、实验思考题四、实验思考题