Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Budowa i pomiary układów DSP działających na procesorze sygnałowym ADSP 2181 Katedra Telekomunikacji Morskiej.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Budowa i pomiary układów DSP działających na procesorze sygnałowym ADSP 2181 Katedra Telekomunikacji Morskiej."— Zapis prezentacji:

1 Budowa i pomiary układów DSP działających na procesorze sygnałowym ADSP 2181 Katedra Telekomunikacji Morskiej

2 Założenia Budowa i pomiary układów DSP działających na procesorze sygnałowym ADSP 2181 wykonywane są w celach dydaktycznych Celem wykonywanych pomiarów jest przedstawienie zjawisk i urządzeń omawianych na wykładach i w podręcznikach Wykonywanie pomiarów powinno być proste i nie zajmować dużo czasu tak, aby studenci skupiali się na działaniu badanych urządzeń DSP, a nie na obsłudze przyrządów pomiarowych Wyniki pomiarów powinny być prezentowane w formie graficznej i być łatwe do zapisania w formie elektronicznej Budowa rzeczywistych urządzeń i wykonywanie ich pomiarów, nawet ułomnymi przyrządami, jest lepsze od samej tylko symulacji urządzeń

3 Procesor ADSP bitowy stałoprzecinkowy Częstotliwość pracy 33MHz Oddzielna pamięć programu (24 bitowa) i oddzielna pamięć danych (16 bitowa)

4 ADSP-2181 EZ-KIT Lite Dwukanałowe wejście analogowe (stereo) Dwukanałowe wyjście analogowe (stereo) Maksymalna częstotliwość próbkowania 48KHz Możliwość programowania przez łącze RS-232 z komputera PC za pomocą środowiska programistycznego VisualDSP++

5 ADSP-2181 EZ-KIT Lite

6 Rozkład elementów na płytce ADSP-2181 EZ-KIT Lite

7 Środowisko programistyczne VisualDSP++ Edycja kodu Debugowanie Wykonywanie programu krok po kroku Możliwość sprawdzenia stanu rejestrów Możliwość zaglądania do pamięci z możliwością analizy Fouriera zawartości

8

9 Układy DSP realizowane w ramach laboratorium (projektu) Generatory przebiegów okresowych sinusoida, prostokąt i trójkąt Modulatory i mieszacze – mnożenie sygnałów Filtry FIR Filtry adaptacyjne – filtr predykcyjny

10 Potrzebne przyrządy pomiarowe Oscyloskop Analizator widma Zestaw do pomiary charakterystyk amplitudowych filtrów wobuloskop generator i woltomierz Zestaw do pomiary filtrów adaptacyjnych Odpowiedni zestaw kabli

11 Karta dźwiękowa komputera PC Typowa maksymalna częstotliwość próbkowania Wejście karty 96kHz Wyjście karty 48kHz Wejście i wyjście stereo – 2 kanałowe Gniazda stereo takie same jak w EZ-KIT

12 Oscyloskop z analizatorem widma Pobiera z wejścia karty dźwiękowej 2048 próbek sygnału Praca dwukanałowa Możliwość obliczenia widma amplitudowego pobranego sygnału – stosuje się FFT, w celu zmniejszenia przecieków widma zastosowano okno Humminga Możliwość zapisu wyników pomiarów w formie pliku graficznego

13 Okno programu Oscyloskop

14 Oscylogram przedbiegu sinusoidalnego wygenerowanego przez urządzenie EZ-KIT

15 Obliczone widmo amplitudowe przebiegu sinusoidalnego

16 Wynik rekonstrukcji sygnału sinusoidalnego o częstotliwości 3840Hz próbkowanego z częstotliwością 8kHz

17 Widmo amplitudowe zrekonstruowanego sygnału sinusoidalnego o częstotliwości 3840Hz próbkowanego z częstotliwością 8kHz

18 Wynik rekonstrukcji sygnału prostokątnego o częstotliwości 1280Hz próbkowanego bez filtru antyaliazingowego z częstotliwością 32kHz

19 Widmo amplitudowe zekonstruowanego sygnału prostokątnego o częstotliwości 1280Hz próbkowanego bez filtru antyaliasingowego z częstotliwością 32kHz

20 Schemat układu do pomiaru charakterystyk częstotliwościowych Komputer PC Program do pomiaru charakterystyk Karta dźwiękowa EZ-KIT 2181 AC H(z)H(z) CA AC x(t)x(t) y(t)y(t) x(n)x(n) y(n)y(n) f sk f sn x(k)x(k) y(k)y(k)

21 Pomiar odpowiedzi impulsowej Założena: Rzeczywistość Karta dźwiękowa i zestaw EZ-KIT są dwoma różnymi urządzeniami cyfrowymi taktowanymi różnymi niezsynchronizowanymi zegarami, a oba urządzenia są połączone przez złącze analogowe. Sygnały impulsowe są źle przenoszone przez połączenie analogowe układów cyfrowych, znacznie lepiej przenoszone są sygnały sinusoidalne

22 Pomiar odpowiedzi na wymuszenie sinusoidalne Przy odpowiednim doborze zbioru częstotliwości Ω i wartości amplitud Y i można obliczać dokonując szybkiej transformacji Fouriera ciągu y(n ). Liczenie charakterystyki punkt po punkcie jest czasochłonne i kłopotliwe, dlatego wygodniej jest policzyć wszystkie punkty w jednym kroku

23 Przyjęte założenia Jeśli sygnał x(n) jest sygnałem okresowym o okresie N, to pobierając N kolejnych próbek odpowiedzi y(n) otrzymuje się okres tego sygnału. Przyjęto N=2048, f s =48000Hz, f 1 =23,44Hz, f 938 =21987Hz Fazy φ xi dobrano losowo, w taki sposób, aby dla równych X i uzyskać najmniejszą maksymalną wartość bezwzględną sygnału x(n) – dla X i =1 uzyskano maksimum równe 64 Przed pomiarem filtru cyfrowego należy dokonać pomiaru zwartej karty dźwiękowej pomiar pozwala obliczyć rzeczywiste amplitudy składowych sygnału wymuszającego X i oraz pozwala wyeliminować wpływ filtrów analogowych karty dźwiękowej na wyniki pomiarów filtrów cyfrowych

24 Wymuszenie szerokopasmowe

25 Widmo amplitudowe odpowiedzi zwartej karty dźwiękowej na pobudzenie szerokopasmowe

26

27 Wynik pomiaru charakterystyki amplitudowej zwartej karty dźwiękowej

28

29 Przykład pomiaru charakterystyki amplitudowej filtru FIR

30

31

32

33 Filtr adaptacyjny – predykcja liniowa Sygnał wejściowy x(n) ma postać: gdzie: s(n) jest sygnałem sinusoidalnym lub sumą sygnałów sinusoidalnych, z(n) jest szumem nieskorelowanym z sygnałem s(n) ani z samym sobą. Z -1 + x(n)x(n) y(n)y(n) e(n)e(n) + _ Filtr adaptacyjny stopnia M (predyktor) Sygnał wyjściowy y(n) jest prognozą części zdeterminowanej sygnału x(n), czyli: Rys. Struktura blokowa jednokrokowego predyktora liniowego

34 Jednokrokowy liniowy filtr predykcyjny _ Z -1 + h1(n)h1(n)h2(n)h2(n) + + h M-1 (n)hM(n)hM(n) x(n)x(n) x(n-1) x(n-2) x(n-M-1)x(n-M) + + d(n)=x(n) e(n)e(n) algorytm LMS

35 Okno programu do badania filtrów adaptacyjnych

36 Pomiar jednokrokowego predyktora liniowego sygnał wejściowy x(n) – zielony, sygnał wyjściowy y(n) – czerwony

37 Pomiar jednokrokowego predyktora liniowego widmo amplitudowe sygnału wej. x(n) – zielone, widmo amplitudowe sygnału wyj. y(n) – czerwone

38 Pomiar jednokrokowego predyktora liniowego sygnał wejściowy x(n) – zielony, sygnał wyjściowy y(n) – czerwony

39 Pomiar jednokrokowego predyktora liniowego widmo amplitudowe sygnału wej. x(n) – zielone, widmo amplitudowe sygnału wyj. y(n) – czerwone

40 Pomiar charakterystyki amplitudowej liniowego filtru predykcyjnego kanał 1 Filtr FIR kanał 2 kanał 1 Filtr predykcyjny kanał 2 Kanał 1 – x 1 (n)=s(n)+z(n) – sygnał sinusoidalny plus szum Kanał 2 – x 2 (n) – sygnał szerokopasmowy jak przy pomiarze charakterystyk amplitudowych filtrów, zasada pomiaru taka jak poprzednio

41 Przykładowy pomiar charakterystyki amplitudowej liniowego filtru predykcyjnego

42

43

44 Wnioski Wirtualne przyrządy wykorzystujące kartę dźwiękową komputera PC nadają się do wykorzystania w laboratorium do celów dydaktycznych Zastosowanie tych przyrządów pozwala na zbadanie istotnych, ze względów dydaktycznych, właściwości realizowanych układów DSP


Pobierz ppt "Budowa i pomiary układów DSP działających na procesorze sygnałowym ADSP 2181 Katedra Telekomunikacji Morskiej."

Podobne prezentacje


Reklamy Google