西电DSP设计实验报告

1、wordDSP系统设计上机实验报告班级: 021115姓名： XX学号：02111XXX实验一: VISUAL DSP+的使用入门1.实验目的熟悉VISUAL DSP+的开发环境。针对ADSP21065L SHARC DSP，利用几个用C、C+和汇编语言写成的简单例子来描述 VISUAL DSP十编程环境和调试器debugger的主要特征和功能.2.实验内容本次实验包含四个:1)练习一：启动Visual DSP+，建立一个用C源代码的工程Project，同时用调试器来评估用C语言所编写代码的性能；2)练习二：创立一个新的工程，修改源码来调用一个汇编asm程序，重新编译工程，用调试器来评估用汇编

2、语言所写程序的性能；3)练习三：利用调试器的绘图plot功能来图形显示一个卷积算法中的多个数据的波形；4)练习四：利用调试器的性能统计功能Statistical profile来检查练习三中卷积算法的效率。利用所收集到的性能统计数据就能看出算法中最耗时的地方。3.实验步骤练习一:步骤 l.进入Visual DSP十并翻开一个工程步骤2编译 dotprodc工程步骤3 运行VsualDSP+调试器步骤 4 运行dotprod.c步骤5 评估函数 a_doc_c 的性能profile练习二步骤1创立一个新的工程(project)步骤 2 向dot_product工程中添加文件步骤 3 修改工程源文

3、件 步骤 4 修改链接描述文件dotprodasmLdf步骤 5 编译和运行dot_product步骤6 评估a_dot_asm的效率练习三步骤1.将算法程序调入Debugger环境步骤2.翻开绘图窗口并设定参数步骤3.运行程序并在图形窗口中观察数据练习四步骤1.调用convolution程序步骤2.翻开统计特性选项步骤3.收集和检查统计特性数据4.实验要求:练习一：记录profile 窗口中的程序执行时间数据，分析程序的执行时间练习二：记录profile 窗口中的程序执行时间数据，将结果与练习一进行比拟练习四：记录statistical profiling results 窗口中的数据，分析

4、耗时最多的程序段，并且说明原因5.实验结果: 6.实验结果分析：分析实验一和实验二的实验结果，发现对于完成同一种功能，相对于C语言，汇编语言运算效率更高。实验二: 用SIMULATOR模拟实现数字信号处理1实验目的本实验主要通过四个练习来了解如何利用SIMULATOR实现根本的信号处理方法。2.实验内容实验包括以下几个练习：练习一：时域卷积运算练习二：DFT运算练习三：时域相关运算练习四：利用相关函数计算信号的功率谱3.实验步骤练习一步骤一:调入程序步骤二:选择输入数据文件步骤三.编译程序步骤四. 观察结果步骤五. 改变数据再运行练习二1调入程序2选择输入数据文件3编译程序4) 观察结果5 改

5、变数据再运行练习三1 调入程序2选择输入数据文件3编译程序4) 观察结果5) 改变数据再运行练习四1) 调入程序2选择输入数据文件3) 编译程序4) 观察结果5改变数据再运行4.实验结果: 1.2.3.4.5.6.5.实验结果分析：练习一：由冲击函数卷积的性质可知，单位冲击函数与正弦波函数卷积的结果是对正弦波函数进行平移，多个冲击函数与其卷积那么是进行平移叠加。练习二：由方波的DFT的性质可知，方波的DFT变换结果是抽样函数，其实部为偶函数，虚部为奇函数。练习三：由信号的相关可以用信号的卷积表示，只有当两个信号完全一样时，其相关结果才会出现一个比拟大的峰值，所以三角波的自相关结果会出现一个大的

6、相关峰和两个小的峰值，还有一个波谷；同理三角波和正弦波的互相关结果那么是，当正弦波的波峰与三角波的波峰相重合时的相关值最大，而正弦波的波谷和三角波的波峰重合时相关值最小，相关性最大。练习四：由维纳-欣钦Wiener-Khintchine定理可知，功率有限信号的功率谱函数与自相关函数构成一对傅里叶变换，功率有限信号的功率谱函数与互相关函数构成一对傅里叶变换。实验结果中的方波自相关函数的DFT变换对应其功率谱函数，方波与三角波的互相关函数的DFT变换对应其互功率谱函数。通过加窗与不加窗信号的FFT结果我们可以看出，加窗后其信号的能量发散了，使得频谱展宽，波动更加剧烈，还造成了一定的频谱混叠三角波比

7、照明显，主要是因为信号加窗截断所引起的频谱泄漏和谱间干扰。实验三 数据采集与谱分析1. 实验内容实验三利用ADSP21065L的评估板的硬件资源，完成对信号的采样与FFT变换输出。输出结果可以从示波器上实时地观察到，也可以利用VisualDSP+的plot功能描绘出来。2. 实验目的让学生理解离散傅立叶变化的原理，掌握DFT的快速算法，同时了解连续信号的采样后的频谱，加深对数字信号处理理论的理解3. 实验步骤1连接硬件 2加电和启动程序 3选择或者建立正确的会话类型4编译链接运行程序5改变信号再观察6改变窗函数再观察4. 实验要求1.利用plot功能，在程序中设置断点，观察各种波形的采样数据、

8、输出数据的的波形；2.按照实验步骤完成实验，连续运行程序，观察示波器的波形，说明它们的差异。3.在实验报告中记录方波和三角波的采样数据和FFT结果数据，描绘其波形。并利用数字信号处理课程所学知识分析结果。5.实验结果： 6.实验结果分析：单个矩形波的FFT为Sa函数，矩形序列相当于是单个矩形脉冲与周期脉冲序列的卷积得到的，由数字信号处理的知识可以知道，时域卷积对应于频域相乘。由于周期脉冲序列的DFT仍为周期脉冲序列，只是相邻脉冲间隔变为原来的倒数分之一，所以卷积结果在频域是Sa函数与周期脉冲序列的乘积，即对Sa函数的取样。未加窗时，矩形序列的FFT是离散化的Sa函数。加窗后的时域的矩形序列相当

9、于在原矩形序列上乘了一个窗函数，根据数字信号处理的知识，可以知道时域乘积对应于频域的卷积，所以在频域上加窗矩形序列的FFT是Sa函数与窗函数FFT的卷积。实验四一信号自相关的计算1. 实验内容本实验利用ADSP21065L-EZ-KIT评估板的硬件资源，通过板上codec对输入信号进行采样，取出其中一段数据，然后计算其自相关。计算结果可以通过主机用VisualDSP+的plo功能描绘出来，也可以用示波器实时查看。2. 实验步骤1连接硬件2加电和启动程序3选择或者建立正确的会话类型 4编译链接和观察结果5改变信号类型再观察3. 实验要求利用plot功能，在程序中设置断点，观察各种波形的采样数据、

10、输出数据的的波形。按照实验步骤完成实验，连续运行程序，观察示波器的波形，说明它们的差异。在实验报告中记录正弦波和三角波的采样数据和自相关结果数据，描绘其波形。并利用数字信号处理课程所学知识分析结果。 (二)数据采集与滤波处理1. 实验内容利用ADSP21065L-EZ-KIT板的硬件资源，完成对信号的采样和滤波分析。本实验中提供的根本FIR滤波器程序，改变FIR滤波器的系数设计出不同的滤波器，如带通滤波器、低通滤波器、多频段带通滤波器等。滤波效果可以直接在示波器上看到。通过这个实验加深对数字滤波这种信号处理的方法的理解。2. 实验步骤1连接硬件2加电和启动程序3选择或者建立正确的会话类型4设置

11、程序参数5编译链接和观察结果6改变信号类型观察7改变滤波器通带范围观察8修改源程序改变滤波器类型观察3. 实验要求1.改变正弦波频率，在示波器上观察输出数据波形幅度，描绘出一个带通滤波器和低通滤波器的幅频特性；2.当输入信号为非正弦信号时，带通滤波器输出波形和低通滤波器输出波形有什么差异？为什么？3. 在实验报告中记录改变正弦波频率时，在示波器所观察的输出波形幅度数据，描绘出一个带通滤波器和低通滤波器2的幅频特性。4.实验结果：5.实验结果分析：当输入为正弦波时，对于低通滤波器，当正弦波频率超过低通滤波器的截止频率时，输出波形近似为0，当正弦波频率远小于低通滤波器的截止频率时，输出波形不失真；当正弦波频率远接近于低通滤波器的截止频率时，输出波形有失真。同样，对于带通滤波器，当正弦波频率在带通滤波器的最低和最高截止频率之外时，输出发生失真，近似为0；当正弦波频率在带通滤波器的最低和最高截止频率之间时，输出为正弦波，无失真