dsp实验报告5.doc

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dsp实验报告5

数字信号处理实验报告 姓名: 实验五 快速傅里叶变换 一、实验:PC机一台、JQ-SOPC开发系统实验箱及辅助软件(DSP Builder、Matlab/Simulink、Quartus II、Modelsim)、实验目的: (1)了解快速傅里叶变换的基本结构组成。 (2)学习使用DSP Builder设计FFT。、实验原理: (1)FFT的原理: 快速傅里叶变换(FFT)是离散傅里叶变换(DFT)的一种高效运算方法,它大大简化了DFT 的运算过程,使运算时间缩短几个数量级。FFT 算法可以分为按时间抽取(DIT)和按频率抽取(DIF)两类,输入也可分为实数和复数两种情况。八点时间抽取基-2FFT算法信号流图如图1示: 图1 8点基-2 DIT-FFT信号流图 (2) DSP Builder设计流程 图2显示了利用DSP Builder设计FFT的流程。 图2 DSP Builder设计流程 下面部分将以N=8点实数输入基-2DIT-FFT为例介绍用DSP Builder实现FFT的详细过程。 四、实验步骤: (1)在Matlab/Simulink环境下调用Altera DSP Builder Blockset和Simulink库内的基本模块(block)搭建FFT模型如图3所示,假设模型名为my_fft_8。 图3 FFT模型图FFT可分为输入、蝶形运算、输出三个功能模块,分别对应图三中的subsystem、subsystem1、subsystem2。每个功能模块的详图分别如图4、图5和图6所示。 图4 输入模块详图 LUT0~LUT7存储的输入数据分别为 {2.0,1.1,5.6,10.2,4.0}{2.0,5.0,5.0,15.3,10.5}{4.0,10.5,15.8,18.1,15.6}{7,15.3,20.4,20.3,20.3}{3,20.2,25.2,24.2,25.2}{5,25.7,35.1,30.0,35.7}{5,30.6,40.2,35.2,40.5}{8,40.1,45.0,42.3,45.0} (2)在Matlab/Simulink环境下对my_fft_8.mdl文件进行仿真参数设置,点击菜单栏的simulation选项,选择下拉菜单中的configuration parameters项,在弹出的对话框里的simulation time一栏下设置仿真开始时间和结束时间,这里可分别设为0、100.0。在solver option一栏下type和solver项分别设为variable-step和discrete.其他选项默认即可。 图5 蝶形运算模块详图 (3)点击菜单栏中simulation选项下的start或工具栏黑色斜三角按钮即可开始系统级simulink仿真,以验证该模型的正确性。在仿真进行过程中分别将三个输入控制开关打到000、001、010、011、100以选择五组输入数据进行FFT运算。 当开关打到000时选择第一组数据{2.0,2.0,4.0,7.0,3.0,5.0,5.0,8.0},其运算结果应为36、-2.41+3.84i、-4+8i、0.4219+1.844i、-8、0.4102-1.84i、-4-8i、-2.422-3.844i。 当开关打到001时选择第二组数据 {1.1,5.0,10.5,15.3,20.2,25.7,30.6,40.1},其运算结果应该为148.5、-16.1+52.35i、-19.8+24.7i、-22.02+12.25i、-23.7、-22.1-12.15i、-19.8-24.7i、-16.9-52.45i。 当开关打到010时选择第三组数据 {5.6,5.0,15.8,20.4,25.2,35.1,40.2,45.0},其运算结果结果应该为192.3、-23.39+63.19i、-25.2+25.3i、-15.69+14.49i、-18.7、-15.81-14.39i、-25.2-25.3i、-23.51-63.29i。 当开关打到011选择第四组数据 {10.2,15.3,18.1,20.3,24.2,30.0,35.2,42.3},其运算结果应该为195.6、-8.755+43.11i、-18.9+17.3i、-19.19+8.992i、-20.2、-19.25-8.906i、-18.9-17.3i、-8.812-43.2i。 当开关打到100选择第五组数据 {4.0,10.5,15.6,20.3,25.2,35.7,40.5,45.0},其运算结果应该为196.8、-21.45+60.28i、-26.9+19.1i、-20.85+10.58i、-26.2、-20.94-10.4

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