快速傅立叶变换(FFT)算法实验.doc

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1、实验二快速傅立叶变换（FFT）算法实验一．实验目的1．加深对DFT算法原理和基本性质的理解；2．熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用；3．学习用FFT对连续信号和时域信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及其原因，以便在实际中正确应用FFT。二．实验设备计算机，CCS2.0版软件，实验箱，DSP仿真器，短接块，导线。三．基本原理1．离散傅立叶变换DFT的定义：将时域的采样变换成频域的周期性离散函数，频域的采样也可以变换成时域的周期性离散函数，这样的变换称为离散傅立叶变换，简称DFT。2．FFT是DFT的一种快速算法，将DFT的N2步运算减少为（N/2）log2N步，极大的提高了

2、运算的速度。3．旋转因子的变化规律。4．蝶形运算规律。5．基2FFT算法。四．实验步骤1．复习DFT的定义、性质和用DFT作谱分析的有关内容；2．复习FFT算法原理与编程思想，并对照DIT-FFT运算流程图和程序框图，了解本实验提供的FFT子程序；3．阅读本实验所提供的样例子程序；4．运行CCS软件，对样例程序进行跟踪，分析结果；记录必要的参数。5．填写实验报告。6．提供样例程序实验操作说明1）实验前的准备“语音处理单元”的拨码开关设置：S1:拨码开关码位备注1OFF：交流量输入2OFF：交流量输入S2:拨码开关：码位备注1OFF：交流量输入2OFF：扬声器关闭3ON：帧同步脉冲接通4

3、ON：串口时钟接通在信号源单元中，设置左路信号源产生低频正弦波信号，右路产生高频正弦波信号。实验箱上电，用示波器分别观测OUT1和OUT2输出的模拟信号，并调节电位器直至低频正弦波信号为100Hz/1V左右；高频正弦波信号为6KHz/1V左右；将S3中的拨码开关2打到ON，用示波器观测OUT1输出的混叠信号波形。用导线连接“信号源单元”中2号孔接口OUT1和语音处理单元中的2号孔接口“IN”；正确完成计算机、DSP仿真器和实验箱的连接后，系统上电.2）实验过程启动CCS2.0，用Project/Open打开“ExpFFT01.pjt”工程文件；双击“ExpFFT01.pjt”及“Sou

4、rce”可查看各源程序；加载“ExpFFT01.out”；在主程序中，k++处设置断点；单击“Run”运行程序，或按F5运行程序；程序将运行至断点处停止；用View/Graph/Time/Frequency打开一个图形观察窗口；设置该观察图形窗口变量及参数；采用双踪观察在启始地址分别为0x3000h和0x3080h，长度为128的单元中数值的变化，数值类型为16位有符号整型变量，这两段存储单元中分别存放的是经A/D转换后的输入信号和对该信号进行FFT变换后的结果；单击“Animate”运行程序，或按F10运行；调整观察窗口并观察变换结果；单击“Halt”暂停程序运行，关闭窗口，本实验结

5、束；实验结果：在CCS2.0环境，同步观察输入信号波形及其FFT变换结果；一．思考题1．对于不同的N，幅频特性会相同吗？为什么？2．FFT进行谱分析，可以应用的什么方面？二．实验报告要求1．简述实验原理及目的；2．结合实验中所给定典型序列幅频特性曲线，与理论结果比较，并分析说明误差产生的原因以及用FFT作谱分析时有关参数的选择方法。3．总结实验所得主要结论。三．程序参数说明externvoidInitC5402(void)externvoidOpenMcBSP(void)externvoidCloseMcBSP(void)externvoidREADAD50(void)externvo

6、idWRITEAD50(void)voidkfft(pr,pi,n,k,fr,fi,l,il)：基2快速傅立叶变换子程序，n为变换点数，应满足2的整数次幂，k为幂次（正整数）；数组x：输入信号数组，A/D转换数据存放于地址为3000H~307FH存储器中，转为浮点型后，生成x数组，长度128；数组mo：FFT变换输出数组，长度128，浮点型，整型后，写入3080H~30FFH存储器中。一．子程序流程图：实验三有限冲击响应滤波器（FIR）算法实验一、实验目的1．掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法；2．熟悉线性相位FIR数字滤波器特性；3．了解各种窗函数对滤波特性的影响。二、实

7、验设备计算机，CCS2.0版软件，实验箱，DSP仿真器三、实验原理1．有限冲击响应数字滤波器的基础理论；2．模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、贝塞尔滤波器）；3．数字滤波器系数的确定方法。四、实验步骤1．复习如何设计FIR数字滤波。阅读本实验原理，掌握设计步骤；2．阅读本实验所提供的样例子程序；3．运行CCS软件，对样例程序进行跟踪，分析结果；4．填写实验报告。5．样例程序实验操作说明1）实验前准备“语音处理单元”的拨码开关设置：