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《FIR滤波器
实验二FFT的DSP实验一、实验目的1. 掌握FFT的算法基本原理和C语言的编程方法;2. 掌握采样速率、FFT点数与频谱分析之间的关系;3. 掌握DSP中FFT的设计和编程思想;二、实验内容1.参阅FFT基本理论及C语言编程方法,研读、分析实验指导书中的代码;2. 双击,启动CCS的配置程序选项,选择“C5502 Simulator”;3. 启动CCS,打开实验工程文件,再编译并装载程序;4.FFT实验例程中:FFT点数为256点,时域信号为60Hz和180Hz的两个波形相加,增益为100,时域信号采样率为800Hz。5.完成所给例程对应实验,需要验收如下结果(A、B、C),A、时域信号波形为:B、对应谱:C、FFT输出结果6.修改代码为时域信号为60Hz和160Hz两个信号相乘,分析其频谱,并说明原理;7.在实验代码基础上修改代码为1024点FFT,进行程序的编译、运行和对应结果的查看;8. 在此前实验结果基础上分析采样率、FFT点数与频谱分辨率之间的关系;解释对应程序代码和图形结果的相应含义;三、实验具体内容及其分析1.启动CCS的配置程序选项,选择“C5502 Simulator”;图2-1 CCS的配置选项2. 启动CCS,打开实验工程文件,再编译并装载程序;3.FFT实验一:FFT点数为256点,时域信号为60Hz和180Hz的两个波形相加,增益为100,时域信号采样率为800Hz。图2-2 编译并装载程序此试验中,要观察输入信号的波形、其对应频谱以及对输入信号做FFT变换后输出的频谱,因此要获得输入信号的入口地址以及FFT变换输出的入口地址,这些地址可以在观察窗中获得,如图2-3所示。图2-3 图形观察入口地址观察窗图 2-4 输入波形属性设置窗口图2-5 60Hz与180Hz相加信号波形图 2-6 输入波形对应频谱属性设置窗口对输入信号做256点FFR变换,因为256=2^8,所以在输入信号对应频谱中FFT阶数设置为8。图2-7 60Hz与180Hz相加信号对应频谱图 2-8 FFT输出波形属性设置窗口(256点)图2-9 60Hz与180Hz信号相加做FFT变换输出频谱此实验实例中对输出入信号做FFT变换的点数为256点,时域信号为60Hz和180Hz的两个波形相加,时域信号采样率为800Hz,因此输入信号对应频谱出现峰值的频率点在60Hz和180Hz两点,如图2-7所示;N=256,Fs=800Hz,可以分辨到(800/256)秒,图2-9所示的FFT输出结果中,第一个峰值点频率约为19.2Hz ,第二个峰值点约为58.24Hz, 19.2*(800/256)=60Hz,58.24*(800/256)=180Hz。4. FFT实验二:修改代码为时域信号为60Hz和160Hz两个信号相乘,分析其频谱,并说明原理图2-10 60Hz与160Hz信号相乘波形图2-11 60Hz与160Hz信号相乘对应频谱图2-12 60Hz与160Hz信号相乘做FFT变换输出频谱此实验中输入信号波形属性框和FFT输出结果属性框同实验实例一相同,分别如图2-4,2-6,2-8所示。此实验的输入时域信号为60Hz和160Hz两个信号相乘,由三角函数的三角变换可知输入信号包含两个频率:100Hz和220Hz,因此其时域信号对应频谱出现峰值点在100Hz和220Hz两个频率点,如图2-11所示。N=256,Fs=800Hz,同样可以分辨到(800/256)秒,图2-12所示的FFT输出结果中,第一个峰值点频率约为32Hz ,第二个峰值点约为70.4Hz,32*(800/256)=100Hz,70.4*(800/256)=220Hz。5.在实验代码基础上修改代码为1024点FFT,进行程序的编译、运行和对应结果的查看图 2-13输入波形属性设置窗口(1024点)图2-14 60Hz与180Hz信号相加波形图 2-15输入波形对应频谱属性设置窗口(1024点)对输入信号做1024点FFR变换,因为1024=2^10,所以在输入信号对应频谱中FFT阶数设置为10。图2-16 60Hz与180Hz信号相加对应频谱图 2-17 FFT输出波形属性设置窗口(1024点)图2-18 60Hz与180Hz信号相加做FFT变换输出频谱此实验中对输出入信号做FFT变换的点数为1024点,时域信号为60Hz和180Hz的两个波形相加,时域信号采样率为800Hz,因此输入信号对应频谱出现峰值的频率点在60Hz和180Hz两点,如图2-16所示; N=1024,Fs=800Hz,可以分辨到(800/1024)秒,图2-18所示的FFT输出结果中,第一个峰值点频率约为76.875Hz ,第二个峰值点约为230.4Hz,76.875*(800/1024)=60Hz,
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