實(shí)驗(yàn)3 信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)課件

DSP實(shí)現(xiàn)信號(hào)濾波的框圖信號(hào)輸入輸出電路圖信號(hào)源toDSP的McBSP1fromDSP的McBSP1信號(hào)輸出端口fromAD50信號(hào)輸入輸出電路圖一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)并掌握D/A轉(zhuǎn)換器的初始化設(shè)置及其應(yīng)用2.學(xué)習(xí)并掌握使用DSP產(chǎn)生正弦波的原理和算法，進(jìn)而掌握任意信號(hào)波形(如三角波、鋸齒波、矩形波等信號(hào))產(chǎn)生的原理和算法。3.比較產(chǎn)生信號(hào)的兩種主要方法(查表法和計(jì)算法)的優(yōu)缺點(diǎn)。

1.TLC320AD50C的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理2.D/A轉(zhuǎn)換器的初始化與編程3.產(chǎn)生連續(xù)的波形的方法二、實(shí)驗(yàn)原理TLC320AD50C是TI公司生產(chǎn)的一個(gè)SIGMA-DELTA型16位串行A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路。采樣速率：可通過DSP編程來設(shè)置，最高可達(dá)22.05kb/s。內(nèi)含抗混疊濾波器和重構(gòu)濾波器。在DAC之前有一個(gè)插值濾波器：保證輸出信號(hào)平滑，在ADC之后有一個(gè)抽取濾波器：提高輸入信號(hào)的信噪比。1.TLC320AD50C的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理TLC320AD50C的7個(gè)寄存器Register1(1)輸出增益(2)DAC操作模式：16bit或(15+1)bitRegister2(1)phone模式(2)ADC操作模式：16bit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)寄存器圖寄存器圖/*OpenHandsetCodec*/hHandset=codec_open(HANDSET_CODEC);/*Setcodecparameters*//*DACin15-bitmode*/codec_dac_mode(hHandset,CODEC_DAC_15BIT);

/*16KHzsamplingrate*/codec_sample_rate(hHandset,SR_16000);2.D/A轉(zhuǎn)換器的初始化與編程函數(shù)原型在codec.h中，程序代碼在drv5402.lib和dsk5402.lib中2.D/A轉(zhuǎn)換器的初始化與編程

AD50允許對(duì)輸入輸出信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)。如果需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，可以利用如下語句：/*6dBgainonanaloginputtoADC*/codec_ain_gain(hHandset,CODEC_AIN_6dB);

寄存器地址描述在codec.h中/*Setcodecparameters*/codec_adc_mode(hHandset,CODEC_ADC_15BIT);/*ADCin15-bitmode*/codec_aout_gain(hHandset,CODEC_AOUT_MINUS_6dB);/*-6dBgainonanalogoutputfromDAC*/2.A/D轉(zhuǎn)換器的初始化與編程如果使用A/D轉(zhuǎn)換器，其編程方法和D/A編程方法相似。利用DSP和D/A轉(zhuǎn)換器可以產(chǎn)生連續(xù)的正弦波信號(hào)，以及矩形波、鋸齒波、三角波等其它各種信號(hào)波形。產(chǎn)生連續(xù)的波形的方法一般有兩種：查表法和計(jì)算法

3.產(chǎn)生連續(xù)的波形的方法(1)產(chǎn)生波形方法：查表法事先將需要輸出的數(shù)據(jù)計(jì)算好，存儲(chǔ)在DSP中，然后依次輸出就可以了。優(yōu)點(diǎn)：速度快，可以產(chǎn)生頻率較高的波形，而且不占用DSP的計(jì)算時(shí)間。缺點(diǎn)：需要占用DSP的內(nèi)部的存儲(chǔ)空間，尤其對(duì)采樣頻率比較大的輸出波形。這樣，需要占用的內(nèi)部的空間將更大，而DSP內(nèi)部的存儲(chǔ)空間有所限制，所以查表法的應(yīng)用場(chǎng)合十分有限。

查表法(以正弦波為例)設(shè)周期為1的正弦信號(hào)，對(duì)此信號(hào)一個(gè)周期采用256個(gè)點(diǎn)()，作為原始數(shù)據(jù)，存入正弦波信號(hào)的表格中。如果利用DSP十六進(jìn)制整型數(shù)表示，還需將原始數(shù)據(jù)(十進(jìn)制小數(shù)格式)乘以32767，變成DSP是16位整型格式(Q15格式數(shù)據(jù))。計(jì)算法(以正弦波為例)如果要計(jì)算一個(gè)角度x的正弦和余弦值，可以使用泰勒級(jí)數(shù)進(jìn)行近似計(jì)算。也可以使用遞歸的差分方程計(jì)算正弦和余弦值。y[n]=2cos(a)*y[n-1]-y[n-2] 其中：

a=2p

f0/fS為角度的計(jì)算步長(zhǎng)。

f0是正弦信號(hào)的頻率，fS是D/A轉(zhuǎn)換速率。

計(jì)算法(以正弦波為例)在產(chǎn)生周期性的正弦信號(hào)時(shí)，必須以一定的D/A轉(zhuǎn)換速率fS將各個(gè)樣點(diǎn)值送往D/A轉(zhuǎn)換器。正弦信號(hào)每個(gè)周期的樣點(diǎn)數(shù)N由正弦信號(hào)的頻率f0及D/A轉(zhuǎn)換速率fS決定：

計(jì)算法(以正弦波為例)例如，當(dāng)利用遞歸的差分方程產(chǎn)生正弦信號(hào)時(shí)，若設(shè)定D/A轉(zhuǎn)換速率fS=16000Hz，則產(chǎn)生f0=1000Hz的正弦波信號(hào)時(shí)，存在，此時(shí)

a=2πf0/fS=2π/N=2π/16=0.3927首先在程序中計(jì)算出cos(a)及初始值y[0]和y[1]。cos(a)=0.9238795；y[0]=sin(0)=0；y[1]=sin(a)=0.382683；n≥2以后的y[n]的值，通過遞歸計(jì)算得出。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．分別利用計(jì)算法和查表法產(chǎn)生1000Hz的余弦波信號(hào)，比較兩者的特點(diǎn)，并使用示波器觀測(cè)產(chǎn)生信號(hào)的頻率和幅度。2.分別利用泰勒級(jí)數(shù)及遞歸差分方程計(jì)算法產(chǎn)生1000Hz的正弦波信號(hào)，比較其輸出。3．利用計(jì)算法產(chǎn)生其他非正弦類周期信號(hào)波形，如周期矩形波、三角波、鋸齒波