《数字信号处理与应用》课程论文
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数字信号处理论文数字信号处理应用论文“数字信号处理”双语教学实践与探索摘要:为培养具有高素质双语兼通的复合型人才,实施双语教学是我国高等教育发展的必然趋势。
针对“数字信号处理”课程双语教学中存在的问题,确定“数字信号处理”双语教学的定位;详细分析在“数字信号处理”双语教学实践过程中的立体化教育资源、教师队伍、教学理念与现代教育技术以及双语教学方式四个方面的建设;探讨了双语教学中的制约因素。
关键词:数字信号处理;双语教学;互动式教学国家迫切需要大量高素质的双语兼通并具有丰富专业知识的复合型人才,作为培养人才的高等院校,采用经典的英文专业教材,开展双语教学成为一种共识和发展趋势。
2001年8 月,教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中提出:“为适应经济全球化和科技革命的挑战,本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。
”[1]教育部已将双语教学列为考核高校教学水平的一项内容,双语教学是当前我国教学改革的研究热点。
[2,3]双语教学是教育改革发展以及大学生素质教育的必然趋势,如何有效进行双语教学是一个值得研究的现实问题。
只有在实践中不断摸索,认真研究和总结经验,才能使双语教学获得成功。
笔者结合所在院校的具体情况,通过“数字信号处理”双语教学实践,探索专业课双语教学规律和方法,建立一套较完整的“数字信号处理”课程双语教学体系,包括其教学大纲、配套的教材、双语多媒体课件和教学团队,并形成相应的双语教学模式和教学方法,使学生除了了解和掌握本课程知识体系外,同时通过双语教学,提高学生阅读和理解英文专业文献的水平,有利于应用型人才的培养,满足社会对复合型人才的需求。
一、“数字信号处理”双语教学定位及存在的问题1.“数字信号处理”双语教学定位推行“数字信号处理”双语教学的目标:将英语学习和专业课学习融为一体,使学生能够用英文熟练地检索、阅读、理解有关的理论、方法以及各种数据手册,并能用英文娴熟地撰写比较好的学术论文、技术报告和文档,掌握最新的专业知识和国际先进科技,逐步实现教学内容与国际接轨,增强学生的社会竞争力。
Karhunen-Loeve 变换的应用摘要:本文对Karhunen-Loeve 变换的原理进行了说明,重点分析了K-L 变换的性质,结合K-L 变换的性质,对K-L 变换的具体应用进行了展示。
利用K-L 变换在人脸识别、遥感图像特征提取、地震波噪声抑制、数字图像压缩、语音信号增强中的具体利用,深入总结了K-L 变换在模式识别、噪声抑制和数据压缩领域的重要性。
关键字: Karhunen-Loeve 变换 K-L 变换 K-L 展开1、 Karhunen-Loeve 变换定义1.1Karhunen-Loeve 变换的提出在模式识别和图像处理等现实问题中,需要解决的一个主要的问题就是降维,通常我们选择的特征彼此相关,而在识别这些特征时,数据量大且效率低下。
如果我们能减少特征的数量,即减少特征空间的维数,那么我们将以更少的存储和计算复杂度获得更好的准确性。
于是我们需要一种合理的综合性方法,使得原本相关的特征转化为彼此不相关,并在特征量的个数减少的同时,尽量不损失或者稍损失原特征中所包含的信息。
Karhunen-Loeve 变换也常称为主成分变换(PCA)或霍特林变换,就可以简化大维数的数据集合,而且它的协方差矩阵除对角线以外的元素都是零,消除了数据之间的相关性。
所以可以用于信息压缩、图像处理、模式识别等应用中。
Karhunen-Loeve 变换,是以矢量信号X 的协方差矩阵Ф的归一化正交特征矢量q 所构成的正交矩阵Q ,来对该矢量信号X 做正交变换Y=QX ,则称此变换为K-L 变换(K-LT 或KLT ),K-LT 是Karhuner-Loeve Transform 的简称,有的文献资料也写作KLT 。
可见,要实现KLT ,首先要从信号求出其协方差矩阵Ф,再由Ф求出正交矩阵Q 。
Ф的求法与自相关矩阵求法类似。
1.2Karhunen-Loeve 展开及其性质设零均值平稳随机过程u(n)构成的M 维随机向量为u(n),相应的相关矩阵为R ,则向量u(n)可以表示为R 的归一化特征向量M 21q ,q ,q 的线性组合,即iMi i q c n u ∑==1)(,此式称为u(n)的Karhunen-Loeve 展开式,展开式的系数i c 是由内积 )(c i n u q Hi =M ,1,2,i =定义的随机变量,且有{}0E =i c ,{}⎩⎨⎧≠==l i li c c i li ,0,E *λ。
数字信号处理技术论文数字信号处理技术是将模拟信息(如声音、视频和图片)转换为数字信息的技术。
下面是店铺整理的数字信号处理技术论文,希望你能从中得到感悟!数字信号处理技术论文篇一语音数字信号处理技术【摘要】数字信号处理技术是将模拟信息(如声音、视频和图片)转换为数字信息的技术。
DSP通常指的是执行这些功能的芯片或处理器。
它们可能也用于处理此信息然后将它作为模拟信息输出。
本文利用这些方法结合起来,同时利用MATLAB工具对语音信号进行了分析,解决实际工程技术问题的能力。
【关键词】数字信号处理;音频信号;信号分析;滤波处理中图分类号:TN911.72 文献标志码:A 文章编号:1673-8500(2013)12-0034-01处在一个高速发展,日新月异的社会中,科学技术无疑扮演着重要的角色。
众所周知,语音信号的处理分析已变得非常流行,基于语音处理分析技术的产品也开始流入市场,充满人们的生活。
一、语音信号分析对语音信号分析可以从时域分析和频谱分析两个方面来进行。
语音的时域分析包括:短时能量、短时过零率、语音端点检测以及时域方法求基音等。
语音的时域分析还包括语谱图、共振峰等。
短时能量分析作为语音信号时域中最基本的方法,应用相当广泛,特别是在语音信号端点检测方面。
由于在语音信号端点检测方面这两种方法通常是独立使用的,在端点检测的时候很容易漏掉的重要信息,短时能量是对语音信号强度的度量参数。
对语音信号进行fourier变换后,我们可以得到对应信号的频谱进而画出其频谱图,于是我们就可以很方便地在频域上对语音信号进行分析,对语音信号进行反fourier变换后,我们又可以得到相应的语音信号,于是通过对频谱的改变,在进行反fourier变换,我们就能知道频域对时域的影响。
二、语音信号的频谱分析当我们知道人的声音频谱范围大致在[300,3500]左右后,我们就能马上说明为何电话可以对语音信号采用8KHz的采样速率了。
由乃奎斯特采样定理我们知道采样频率,即只需使采样频率大于7KHz 即可,所以电话对语音信号的采样频率采用8KHz是完全合理的。
摘要:介绍了DSP技术(器件)的主要特点.总结了DSP在家电、办公设备、控制和通信领域的主要应用及其发展趋势。
关键词:数字信号处理;音频/视频;控制;通信DSP数字信号处理技术(Digital Signal Processing)指理论上的技术;DSP数字信号处理器(Digital Sig—hal Processor)指芯片应用技术。
因此,DSP既可以代表数字信号处理技术,也可以代表数字信号处理器,两者是不可分割的,前者要通过后者变成实际产品。
两者结合起来就成为解决实际问题和实现方案的手段DsPs一数字信号处理解决方案。
DSP运用专用或通用数字信号处理芯片,通过数字计算的方法对信号进行处理,具有精确、灵活、可靠性好、体积小、易于大规模集成等优点。
DSP芯片自从1978年AMI公司推出到现在,其性能得到了极大的提高。
1 DSP的特点1.1 修正的哈佛结构DSP芯片采用修正的哈佛结构(Havardstructure),其特点是程序和数据具有独立的存储空间、程序总线和数据总线,非常适合实时的数字信号处理口]。
同时,这种结构使指令存储在高速缓存器中(Cache),节约了从存储器中读取指令的时间,提高了运行速度。
如美国德州仪器公司——TI(Texas Instruments)的DSP芯片结构是基本哈佛结构的改进类型。
1.2 专用的乘法器一般的算术逻辑单元AI U(Arithmetic and Logic Unit)的乘法(或除法)运算由加法和移位实现,运算速度较慢。
DSP设置了专用的硬件乘法器、多数能在半个指令周期内完成乘法运算,速度已达每秒数千万次乃至数十亿次定点运算或浮点运算,非常适用于高度密集、重复运算及大数据流量的信号处理。
如MS320C3x系列DSP芯片中有一个硬件乘法器:TMS320C6000系列中则有两个硬件乘法器。
1.3 特殊的指令设置DSP在指令系统中设置了“循环寻址”(Circular addressing)及“位倒序”(bit—reversed)等特殊指令,使寻址、排序及运算速度大大提高引。
DSP原理及应用的结课论文引言数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)是指将模拟信号转换为数字信号,并对数字信号进行处理和分析的技术。
DSP技术在现代通信、音视频处理、图像处理等领域有着广泛的应用。
本文将介绍DSP的基本原理以及其在实际应用中的一些案例。
DSP的基本原理1.数字信号处理的基本概念–数字信号:离散时间的信号,在时间上进行离散分布。
–连续时间信号:在时间上具有连续分布的信号。
–采样定理:它保证了模拟信号的采样频率要大于模拟信号频谱的带宽,才能在数字域中完整重建原始模拟信号。
2.数字信号处理的基本过程–信号采样:将模拟信号在时间上进行采样,转换为离散时间信号。
–数字滤波:对离散时间信号进行滤波,去除不需要的频率成分。
–数字变换:对滤波后的信号进行变换,如傅里叶变换、离散余弦变换等。
–数字重建:将变换后的数字信号进行反变换,恢复为模拟信号。
DSP在通信中的应用1.语音信号处理–信号压缩:对语音信号进行压缩,实现高效的传输和存储。
–语音增强:通过滤波和降噪技术,改善语音信号的质量。
2.图像处理–图像降噪:利用数字滤波技术去除图像中的噪声。
–图像增强:通过锐化滤波器和对比度增强算法,提高图像的清晰度和对比度。
3.无线通信–调制解调:将数字信息转换为适合传输的模拟信号,并在接收端进行解调。
–信道均衡:对信道中的失真进行补偿,提高信号质量。
DSP在音视频处理中的应用1.音频处理–声音合成:利用数字信号处理算法合成逼真的人声、乐器音色等。
–音频编码:将音频信号转换为数字数据流,实现高效的传输和存储。
2.视频处理–视频压缩:使用从模拟信号到数字信号的转换、DCT、运动补偿等技术,将视频信号压缩到较小的数据量。
–视频解码:将压缩后的视频信号进行解码,恢复为原始的视频图像。
结论DSP技术在现代通信、音视频处理等领域有着广泛的应用。
本文介绍了DSP的基本原理,以及在通信和音视频处理中的一些具体应用。
数字信号处理论文摘要数字信号处理是现代通信、音频处理、图像处理等领域中的重要技术。
本文将探讨数字信号处理的基本概念、原理以及在各个领域中的应用。
同时还将介绍数字信号处理在实际项目中的应用案例和未来的发展方向。
引言随着数字技术的发展,数字信号处理在通信、音频、图像等领域中的应用越来越广泛。
数字信号处理技术通过对信号进行数字化处理,可以实现信号的压缩、滤波、噪声消除等功能,为现代社会的信息传输和处理提供了重要支持。
数字信号处理原理数字信号处理的基本原理是将连续时间信号转换为离散时间信号,并通过算法来处理这些离散时间信号。
常见的数字信号处理算法包括傅立叶变换、滤波器设计、数字滤波器等。
这些算法能够有效地处理信号,提高信号的质量和准确性。
数字信号处理的应用数字信号处理在通信、音频处理、图像处理等领域中有着广泛的应用。
在通信领域,数字信号处理可以实现信号的编解码、信道估计、自适应调制等功能;在音频处理领域,数字信号处理可以实现音频的压缩、降噪、均衡等功能;在图像处理领域,数字信号处理可以实现图像的增强、去噪、压缩等功能。
数字信号处理的发展趋势随着科技的不断发展,数字信号处理技术也在不断演进。
未来,数字信号处理技术将更加智能化、自适应化,能够更好地适应各种复杂环境下的信号处理需求。
同时,数字信号处理技术在人工智能、物联网等领域中的应用也将得到进一步拓展和深化。
结论数字信号处理作为一种重要的信号处理技术,在现代社会中有着广泛的应用。
本文介绍了数字信号处理的基本原理、应用领域和发展趋势,希望能够为读者对数字信号处理技术有更深入的理解,并为数字信号处理技术的发展做出贡献。
以上便是关于数字信号处理的论文,希望对您有所帮助。
数字信号处理论文引言数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)是利用数字技术对连续时间信号进行采样、量化和处理的一种信号处理方法。
随着计算机技术的发展,数字信号处理在多个领域得到了广泛应用,包括音频和视频处理、通信系统、雷达和成像等。
本文旨在通过介绍数字信号处理的基本概念、原理和应用,为读者提供一个全面了解数字信号处理的框架。
数字信号处理的基本概念1. 数字信号与模拟信号数字信号是以离散值表示的信号,而模拟信号是以连续值表示的信号。
数字信号可以通过采样和量化从模拟信号中获得。
2. 采样和量化采样是将连续时间信号转换为离散时间信号的过程,采样定理指出采样频率要大于信号最高频率的2倍,以避免采样失真。
量化是将连续幅度信号转换为离散幅度信号的过程,通过将信号幅度划分成有限个级别来实现。
3. 信号的时域和频域表示信号的时域表示了信号在时间上的变化情况,可以通过时域图像展示。
频域表示了信号在频率上的变化情况,可以通过傅里叶变换将信号从时域转换为频域表示。
数字信号处理的原理1. 傅里叶变换和逆变换傅里叶变换是将信号从时域转换为频域的一种数学工具。
通过傅里叶变换,我们可以将信号的频域特性分析出来,以便进行后续的处理。
逆变换则是将频域信号重新转换回时域信号。
2. 滤波器设计滤波器是数字信号处理中常用的一种工具,用于增强或抑制信号的特定频率成分。
滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等不同类型。
滤波器设计的目标是使得滤波器在频域上满足一定的要求,通常使用巴特沃斯、切比雪夫等方法来实现。
3. 时域和频域处理算法数字信号处理中有许多常见的时域和频域处理算法,如加法、减法、乘法、卷积、相关等。
这些算法可以对信号进行的处理包括增加、减少、平滑、增强等各种操作。
数字信号处理的应用1. 音频和视频处理数字信号处理在音频和视频处理中有着广泛的应用。
例如,音频信号处理可以用于音频的音质改进、语音识别、音频压缩等。
本科生课程设计论文题目:数字信号处理学生姓名:学号:专业:通信工程班级:指导教师:2013年12 月27日内蒙古科技大学课程设计答辩书1.1.(5) x (t)=sin(t)/t -10<t<10x (t )tSa 函数曲线x=linspace(-10,10); y=sinc(x); plot(x,y); ylabel('x(t)'); xlabel('t');title('Sa 函数曲线');1.2.(3) 已知LTI 离散系统,x(n)=[1 1 1],h(n)=[0 1 2 3],求y(n) x=[1,1,1,]; h=[0,1,2,3,]; y=conv(x,h);subplot(2,2,1);stem([0:length(x)-1],x); ylabel('x(n)');xlabel('Time index n'); subplot(2,2,2);stem([0:length(h)-1],h); ylabel('h(n)');xlabel('Time index n') subplot(2,2,3);stem([0:length(y)-1],y);ylabel('y(n)=x(n)*h(n)');xlabel('Time index n');x (n )Time index nh (n )Time index ny (n )=x (n )*h (n )Time index n2.1.2.用DFT 计算下列信号的频谱: (1) )48cos(5)(ππ+=t t xN=30; %数据的长度 L=1024; %DFT 的点数 f=1/16;fs=600; T=1/fs; ws=2*pi*fs; t=(0:N-1)*T;x=5*cos(2*pi*f*t+pi/4); X=fftshift(fft(x,L));w=(-ws/2+(0:L-1)*ws/L)/(2*pi); plot(w,abs(X)); ylabel('幅度谱')幅度谱2.1.(3) )8sin()3sin(2)(t t t x ππ+-=N=30; L=1024;f1=0.5;f2=4;fs=600; T=1/fs; ws=2*pi*fs; t=(0:N-1)*T;x=2*sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t); X=fftshift(fft(x,L));w=(-ws/2+(0:L-1)*ws/L)/(2*pi); plot(w,abs(X)); ylabel('幅度谱')幅度谱第三章5.采用脉冲响应不变法和双线性变换法设计巴特沃斯数字低通滤波器,满足下列指标:通带边缘频率:0.4π,通带衰减:0.5dB ;阻带边缘频率:06π,阻带衰减:50dBWp=04*pi;Ws=0.6*pi;Ap=0.5;As=50;Fs=1;wp=Wp*Fs;ws=Ws*Fs;N=buttord(wp,ws,Ap,As,'s');wc=wp/(10^(0.1*Ap)-1)^(1/2/N);[numa,dena]=butter(N,wc,'s');[numd,dend]=impinvar(numa,dena,Fs);w=linspace(0,pi,512);h=freqz(numd,dend,w);norm=max(abs(h));numd=numd/norm;plot(w/pi,20*log10(abs(h)/norm))w=[Wp,Ws];h=freqz(numd,dend,w);fprintf('Ap=%.4\n',-20*log10(abs(h(1))));fprintf('As=%.4\n',-20*log10(abs(h(1))));-3Wp=04*pi;Ws=0.6*pi;Ap=0.5;As=50;Fs=0.5;wp=0.7265;ws=1.3764;N=buttord(wp,ws,Ap,As,'s');wc=wp/(10^(0.1*Ap)-1)^(1/2/N);[numa,dena]=butter(N,wc,'s');[numd,dend]=bilinear(numa,dena,Fs);w=linspace(0,pi,512);h=freqz(numd,dend,w);norm=max(abs(h));numd=numd/norm;plot(w/pi,20*log10(abs(h)/norm))w=[Wp,Ws];h=freqz(numd,dend,w);fprintf('Ap=%.4\n',-20*log10(abs(h(1)))); fprintf('As=%.4\n',-20*log10(abs(h(1))));第四章3.已知一含有平稳高斯白噪声的序列x[k]= sin (0.8πk) + s [k],试分别用L -D 算法和Burg 算法实现该序列的功率谱估计,并估计其AR 模型参数。
数字信号处理运用探索论文摘要:随着计算机、信息技术的发展和进步,数字信号处理技术也得到了快速发展,并广泛应用在生活各个领域,给人们的生活带来了便利。
本文主要阐述了数字信号处理技术的优点以及在全数字电视机、音箱设备、数码相机等方面的应用。
关键词:数字信号处理;信息技术;应用数字信号处理简称DSP,就是将图片、声音、视频、文字等模拟信息转化为数字信息的过程。
DSP处理中,通过数字方式对模拟信息识别、压缩处理、过滤,从而将其转化为计算机可识别的数字信息。
在当今社会,信息技术渗透到社会各个领域,数字信号处理技术也广泛应用在各个领域。
一、数字信号处理优点数字信号处理通过专用的数字信号芯片,这种数字信号芯片的运算速度非常快,每秒可到上亿次,以数字计算方式处理信号,处理速度快、计算精确、体积小。
与传统的模拟信号处理方式,数字信号处理方式具有以下优点:第一,数字信号处理范围更广,具有更高的精度。
第二,数字信号处理方式抗干扰能力强,数字信号处理只受量化误差和子长的影响,不受噪音的影响,可以对白噪声、多径干扰等进行优化处理。
第三,灵活性强,不仅能够快速处理数字信息,而且还可以灵活改变系统参量和工作方式。
二、数字信号处理应用随着计算机、电子技术、信息技术的发展,数字信息处理技术电视机、摄影机、电脑、音箱等各个领域得到了广泛应用,给人们的生活带来了很多便利。
(一)数字信号处理在全数字电视中的应用。
德国ITT公司在1983年曾经推出了2000系列芯片,对模拟电视机的信号进行处理,十年后,ITT公司再次推出3000系列的芯片,这一类信号被当时定义为数字电视机,但是电视机接收的信号依然是传统的模拟信号,并不是真正意义上的数字电视机。
直到1990年美国的GI公司推出的高清晰HDTV电视机,该电视机的视频信号、音频信号全部使用数字压缩,这也是真正意义上的全数字电视机。
全数字电视机包括数字化演播室设备、传输设备、接收机。
演播厅设备主要是把电视台内部信号转化为数字化的数据流,比如数字字幕机、数字编辑机和数字录像机;传输设备主要是地面电视发射广播设备、有线电视广播和卫星电视广播。
数字信号处理技术的运用与开展论文数字信号处理技术在人们的生活中随处可见,它主要是将人们可以听到看到的信息通过一系列的处理转换为数字信号。
随着各个行业之间不断的朝着现代化开展,数字信号处理技术已经被广泛的应用到了多个领域之中,为了能够促进其今后的开展,对于数字信号处理技术今后的开展方向进行研究非常有必要。
数字信号处理技术目前在我们的生活中随处可见,简单的来说就是我们在说生活中经常见到的将图片或者视频转换为数字信息,这就叫做数字信号处理技术。
数字信号处理技术可以不受到外界的干扰,并且能够在干扰中准确的提取分析出人们需要的信息,并利用技术将信息进行转换,最后转换为能够被识别的信息。
从上面可以看出,数字信号处理技术就是一个提取信息,然后转换信息处理信息的一个过程。
在数字信号处理技术中DPS非常的重要。
DPS是整个数字信号处理技术的核心,它是提取信息的处理器,也成为芯片。
DPS可以将提取的信息进行处理,然后在通过模拟的形式来讲信息传输出去。
传统的信号处理技术,在处理信息的过程是采用模拟的方式,不能够对于参数进行优化,因此很容易出现问题。
数字信号处理技术那么是融合了各种高新技术组成的,对于信号能够有效的提取和转换处理。
此外,数字信号处理技术非常的灵活,它可以通过对于信息中的符号和数字进行灵活的重组,然后分析处理。
数字信号处理技术在实际的应用之中,具有很强的实用性和处理性能。
2.1数字信号处理技术在短波。
通信中的应用数字信号处理技术在短波通信中主要应用在信道扫描、信道探测上。
数字信号处理技术可以有效的几首其前端射频的信号,然后经过数字信号模块,对于其信号进行处理,然后在对其转换为音频信号,并输出,同时能够保证AGC控制信号以及基带信号实现数字量化。
控制信号会将收入到的信号进行反响出来,并以波形的形式来继续进行分析。
2.2数字信号处理技术在测量仪器中的应用。
数字信号处理技术由于其性能,在多个领域之中被广泛的使用。
数字信号处理论文范例数字信号处理论文范例关键词:范例,数字信号处理,论文数字信号处理论文范例介绍:近年来,随着多媒体业务、P2P网络和IP 流媒体业务(特别是IPTV)快速发展,对宽带通信的需求剧增,超带宽业务正在推动全球运营商向下一代光传送技术演进。
传统的光纤传输系统中使用的强度调制/直接检测已经越来越不能满足未来超大距离超大容量数据传输的需求。
具有高频谱效率的相干光通信技术开始引起人们的广泛关数字信号处理论文范例详情: [论文:.lwlwlw.] 近年来,随着多媒体业务、P2P网络和IP流媒体业务(特别是IPTV)快速发展,对宽带通信的需求剧增,超带宽业务正在推动全球运营商向下一代光传送技术演进。
传统的光纤传输系统中使用的强度调制/直接检测已经越来越不能满足未来超大距离超大容量数据传输的需求。
具有高频谱效率的相干光通信技术开始引起人们的广泛关注。
下面我们来看一篇数字信号处理论文,学习一下该方面的知识。
题目:数字信号处理对电子测量与仪器的影响研究摘要:数字信号处理作 .016823./为科技研究中出现的一种新的技术,其目前已经在控制类、机电类以及计算机领域中被广泛的运用。
而这种技术和电子测量以及其仪器之间有着很紧密的联系。
本文对这三个主体的相关概念进行阐述,在此基础上对数字信号处理对电子测量以及其仪器的相关影响进行了详细的阐述。
关键词:数字信号处理;电子测量;电子仪器在对信号进行处理的时候,数字信号处理是其中关键的内容,其也是信息处理进行实现的关键途径。
而在这其中,电子测量是对信息进行收集的主要方式,电子测量仪器是对信息进行收集的仪器,所以电子测量以及仪器是为数字信号处理进行服务的。
把数字信号处理中的相关技术与理念运用到电子测量和仪器中,能够更好的促使电子测量以及其仪器的发展。
以下是我们的数字信号处理论文,供你借鉴参考。
一、电子测量以及相关仪器的概念(一)电子测量相关的概念测量即是指人类对客观世界进行分析以及获取相关数据的过程。
济南大学考查课课程报告题目数字信号处理系统学院自动化与电气工程学院专业电气传动1002 姓名李晓东学号 20100321116济南大学2012年12月数字信号处理-快速傅立叶变换林雪蕊(济南大学 自动化与电气工程学院,山东 济南 250022)摘 要:数字信号处理是把信号用数字或符号表示的序列,通过计算机或通用(专用)信号处理设备,用数字的数值计算方法处理(例如滤波、变换、压缩、增强、估计、识别等),以达到提取有用信息便于应用的目的。
数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。
在进行数字信号处理之前需要通过模数转换器将信号从模拟域转换到数字域,而数字信号处理的输出经常也要通过数模转换器将信号从数字域变换到模拟域。
数字信号处理的核心算法是快速傅里叶变换(FFT)。
快速傅立叶变换即是本论文所要研究的核心问题。
关键词:数字信号处理;信号; 快速傅里叶变换Digital Signal Processing – Fast Fourier TransformLIN Xuerui(School of Automation and Electrical Engineering, University of Jinan, Jinan250022,China)Abstract: Digital signal processing deal the signal sequences that are shown in digital or symbols. Through the computer or general (special) signal processing equipment, the sequences can be dealt in digital numerical calculation method processing (such as filtering, transformation, compression, enhancement, estimate, identification, etc.), in order to extract useful information for the purpose of application. The purpose of the digital signal processing is measuring or filtering the continuous analog signal in the real world. Before the digital signal processing the signals need through the AD converter convertered from simulation domain into digital domain, and digital signal processing output often will through the DA converter need convertered from digital domain transformation to simulation domain. The core of the digital signal processing algorithm is Fast Fourier Transform (FFT). Fast Fourier Transform is the core question which is researched deeply in the thesis.Keywords: Digital Signal Processing; signal; Fast Fourier Transform引言:数字信号处理— 快速傅立叶变换的论文。
数字信号处理发展与应用思考论文数字信号处理简单来说就是将图片、音频以及视频等多种的模拟信息通过一定的处理转化为数字信息的一种科学技术,可以简称为DSP。
具体来说是执行图评展示、音频以及视频播放等功能的数字处理器。
在特殊情况下,数字处理技术也可以被用作信息处理之后再将其重新转变为新型的模拟信息实现输出。
从广义上来说,数字信号处理技术在很大程度上是作为一种对数字信息进行处理的应用型理论技术存在。
1数字信号处理的发展历程概述数字信号处理技术是通过数字计算方式以及相应的数字信号芯片在信号中对有用性信息进行一定的提取,数字信号处理需要研究的对象包含了数字方式对具体信号的变化、压缩以及识别等。
数字信号处理的因为简称具有两层含义,第一是数字信号处理,第二是数字信号处理器。
在现阶段中基本上不区分这两种意思,主要是因为二者之间具有高度的密切性,数字信号处理器主要就是为了能够实现数字信号处理的数字运算。
到目前为止,数字信号处理芯片的生产厂家包含了美洲、西欧等一些国家的半导体制造公司,其中主要以美国为最大的生产厂家,对产品的快速规模的生产,占据了世界市场的大半。
2数字信号处理的具体应用分析2.1网络数字化信息产品的发展信息产品包含了网络数字化产品领域,网络数字化产品是信息产品在信息化时代环境中衍生的一种新型发展形式。
除此之外数字化信息产品是独立存在的,能够与信息载体相脱离,主要是通过数字信号的形式利用电磁波实现传播,对不同的个体之间能够全面的实现信息共享[3]。
产品范围十分宽广,本文主要是对一些家庭化的信息产后进行介绍,例如电脑电视就是数字信号处理技术的产物,该电视的主要配置还是电脑,具有普通电视的播放功能同时还能够通过鼠标进行操控,将电视与电脑自身的优点实现有效的融合。
2.2仪器仪表的产生与进一步发展数字信号处理技术的全面深入与发展,在仪器仪表领域得到了有效的应用,一般传统的测量仪器以及测试仪器使用的高档的单片机,但很快就被数字信号处理技术所取代。
数字信号处理论文-V1数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)是对信号进行数字化处理的一种技术,它在许多领域中有广泛的应用,如音频处理、图像处理、通信等。
本文将从以下几点进行论述:1. 数字信号处理的基本原理数字信号处理是将信号转换为数字形式,以便使用数字计算机进行处理。
该过程包含两个基本步骤:抽样和量化。
抽样是指将信号在时间上进行离散化,即从连续时间中取出一系列瞬时值。
量化是指将抽样后的信号值转换为一系列离散的数值,即将连续的信号值转换为分段线性的数值。
2. 数字信号处理的应用2.1 音频处理数字信号处理在音频处理中有广泛的应用,如音频采集、音频编码和音频合成等。
例如,我们可以使用数字信号处理技术对录制的音频进行噪声和混响的去除,使音质更好。
2.2 图像处理数字信号处理在图像处理中也有广泛的应用,如图像压缩、图像增强和图像识别等。
通过数字信号处理技术,我们可以将高分辨率的图像压缩成低分辨率的图像,从而减少存储空间的占用。
2.3 通信数字信号处理在通信中也有广泛的应用,如数字调制、信道编码和解码等。
例如,我们可以使用数字信号处理技术对数字信号进行调制,使其适应不同的信道环境,从而提高通信质量。
3. 数字信号处理的未来发展方向未来,数字信号处理技术将继续向高精度、高速度和高效率的方向发展。
同时,数字信号处理将与多个技术领域相结合,如人工智能、机器学习和大数据等,共同推动数字信号处理技术的发展。
总之,数字信号处理是一种重要的技术,它在各个领域都有着广泛的应用。
随着人们对精度、速度和效率的不断追求,数字信号处理技术也将不断地发展和完善。
数字信号处理应用论文数字图像处理英文论文交互式教学在“数字信号处理”课程中的应用摘要:从“数字信号处理”课程教学现状出发,分析了目前教学模式在培养学生思维能力与创新能力方面的不足,提出了将交互式教学应用于“数字信号处理”课程教学中的思路,并构建了交互式教学的要求与具体的方案,开发了图形交互式数学信号处理虚拟教学平台与网络实验室。
通过教学实践发现,图形交互式教学模式有助于激发学生的学习兴趣,培养学生的实践能力与创新能力。
关键词:交互式教学;数字信号处;虚拟教学平台“数字信号处理”课程是河南理工大学计算机科学与技术学院通信工程专业必修的专业基础课,是我校优秀重点建设课程。
学生在学习本课程前,己学过“信号与系统”课程,对序列、Z变换、傅立叶变换、频谱等概念有了一定的掌握。
但是大学扩招以后,学生的基础水平普遍下降,使得某些学生在“信号与系统”课程上遇到一些困难,这使他们学习“数字信号处理”课程时产生了畏惧心理,甚至丧失信心。
这主要是因为本课程的抽象概念较多,涉及到许多的数学知识,学生学起来的确有一定的困难。
[1]在“数字信号处理”课程中,有许多概念,比如线性卷积、周期卷积、循环卷积这三种卷积,比较容易混淆,如果只在黑板上讲解,学生往往很难想象和理解。
教师可以利用平常精心收集的素材制作多媒体演示,把抽象的概念形象化,在课堂上给学生演示,可以加强学生的理解。
目前,许多高校大力推广的多媒体教学主要是在PowerPoint 的制作基础上,采用放幻灯的形式,对原有教学内容进行静态或动态的演示,丰富了教学内容,节省了老师写板书的时间,但是对于学生来说,学习内容大多只能浏览,难于动手操作,并不能直观理解各种参数的作用,对所学知识的有空中楼阁之解,导致学生动手能力与创新能力下降。
一、交互式教学应用于“数字信号处理”教学中对教师和学校的要求交互式教学应是一个开放的空间,教师的教学方法和手段是开放的,教师可以充分利用课程资源,开放自己的观念和思维,创设多样化的问题情境,培养学生开放自主的研究思维,大胆想象,动手实践,将板书教学、多媒体教学与实践教学有机结合,开创全新教学模式,激发学生学习兴趣,培养学生创新思维与实践创新能力。
数字信号处理论文在当今社会,数字信号处理技术被广泛应用于各种领域,如通信、图像处理、音频处理等。
数字信号处理是将连续信号转换为离散信号,并通过数字处理技术对其进行分析、处理和传输的过程。
本文将从数字信号处理的基本概念、应用领域、常用算法等方面进行探讨。
数字信号处理的基本概念数字信号处理是将连续时间信号转换为离散时间信号的过程,其核心是模拟信号的采样和量化。
在数字信号处理中,采样率和量化精度是至关重要的参数。
采样率决定了信号在时间轴上的表示精度,而量化精度则决定了信号在幅度上的表示精度。
数字信号处理的基本步骤包括信号采集、预处理、特征提取、信号分析和重构等。
在数字信号处理中,常用的数学工具包括傅里叶变换、小波变换、滤波器设计等。
数字信号处理的应用领域数字信号处理技术在通信领域扮演着重要角色。
通过数字信号处理技术,可以实现信号的编码、解码、调制、解调等过程,有效提高了通信系统的性能和可靠性。
此外,数字信号处理技术还被广泛应用于音频处理、图像处理、视频处理等领域。
音频处理是数字信号处理的一个重要应用领域,包括音频压缩、音频增强、音频特征提取等。
图像处理是另一个重要的应用领域,包括图像压缩、图像增强、目标检测等。
常用数字信号处理算法在数字信号处理领域,有许多经典的算法被广泛应用。
其中,傅里叶变换是一种将信号分解成各个频率分量的重要算法。
傅里叶变换可以将时域信号转换为频域信号,从而方便进行频谱分析、滤波等操作。
另一个重要的算法是小波变换,它可以在时域和频域之间实现局部分析,对信号的时频特性进行更精细的描述。
小波变换在音频压缩、图像压缩等领域有重要应用。
除此之外,数字滤波器设计也是数字信号处理中的重要内容。
数字滤波器可以对信号进行去噪、滤波、频率分析等操作,常用的数字滤波器包括均衡器、低通滤波器、高通滤波器等。
结语数字信号处理技术在现代社会中扮演着重要角色,其广泛应用于通信、音频处理、图像处理等领域。
本文从数字信号处理的基本概念、应用领域、常用算法等方面进行了简要介绍,希望能够对读者对数字信号处理有所了解。
数字信号处理与应用随着数字化时代的到来,数字信号处理逐渐成为了人们工作和生活中不可或缺的一部分。
它不仅仅只是一种技术,更是一种思想和方法,已经渗透到了我们生活的方方面面。
数字信号处理的基础数字信号处理的基础是离散时间信号处理,离散时间信号处理最早是用在电信信号处理上的。
信号的采样和量化是数字信号处理的前提,采样和量化是将连续时间的信号转变为离散时间的信号。
这样的好处在于,可以方便地数字化信号,并使用数字信号的方式处理它们。
信号处理的分类信号处理的分类可以分为时间域处理和频域处理。
时间域处理是将信号看做时间的函数,先采用数字滤波器进行滤波处理,然后对信号进行数字化处理,最终得到处理后的信号。
频域处理是将信号看做频率的函数,先将信号进行变换处理,然后使用数字滤波器进行滤波处理,最后对信号进行逆变换处理,得到处理后的信号。
数字信号处理的应用数字信号处理有广泛的应用,从音频处理、图像处理、视频处理到生物医学信号处理等一系列领域。
音频处理数字信号处理在音频处理中起到了重要的作用,当我们听歌时,通常听到的是数字信号,而这些数字信号是通过模拟信号数字化转换而来的。
数字信号通过数字滤波器进行滤波,可以消除一些不需要的噪声或者干扰,从而得到更好的音频效果。
图像处理数字信号处理在图像处理中也发挥着重要的作用,它可以将图像从模拟信号转化为数字信号,从而可以对图像进行处理。
数字信号处理可以通过图像处理的算法和模型使图像变得更加美观,从而增强其观赏性。
视频处理类似于图像处理,数字信号处理在视频处理中扮演着重要的角色。
数字信号处理可以通过数字滤波器对视频进行处理,对视频的颜色、亮度、清晰度等进行调整,从而使观众获得更好的视觉效果。
生物医学信号处理生物医学信号处理是将信号处理技术应用于医学的领域。
例如,通过测量一些身体指标,如心率、呼吸速率等,可以对人体的生理状态进行诊断。
数字信号处理可以对这些生物医学信号进行处理,提取出有用的信息,如频率变化等,这对医学研究和患者的治疗都有很大的帮助。
数字信号处理论文(1)数字信号处理是一门研究数字信号的获取、处理和传输的学科,其应用领域涉及通信、控制、音视频处理等诸多方面。
在数字信号处理研究的过程中,大量的论文被撰写出来,这些论文包含了数字信号处理领域的最新研究成果和研究方法,对于数字信号处理研究者具有重要的参考价值。
一、数字信号处理论文的研究内容1、数字信号采集与处理:论文中包含了采集数字信号的各种技术,如ADC采样技术、信号处理、滤波技术等,以及各种数字信号处理算法的研究,如噪声消除、降噪算法、时频分析等。
2、数字信号压缩:数字信号压缩是数字信号处理领域的重要研究方向,论文中包含了各种数字信号压缩算法的研究成果,如小波变换、离散余弦变换等。
3、信号识别与识别:数字信号识别与识别是数字信号处理领域的重要应用,很多数字信号处理论文是围绕着信号识别与识别展开的。
许多深度学习算法比如卷积神经网络、循环神经网络等也被广泛应用于信号识别与识别领域,大量的有关的数字信号处理论文在这一领域进行研究。
二、数字信号处理论文的写作特点1、严格的结构:数字信号处理领域的论文一般以“摘要、引言、研究背景、方法、实验结果、结论”等章节组织内容,结构紧凑有序,研究对象、目的、方法一览无遗,实验过程、数据分析、结论得到充分的呈现和展现。
2、严谨的表述:数字信号处理领域的论文需要对研究对象、数字信号处理方法、模型建立、实验过程、结果分析、结论等所有环节非常严谨,务求严密、精确和准确。
使用术语或符号时,必须符合统一的规范和定义,确保逻辑严密、严谨可靠。
3、准确的数据支撑:数字信号处理领域的论文一般需要通过实验或仿真验证或者数学证明来证实论文的研究成果,数据的准确性及可重复性对于论文的评价标准是非常严格的。
三、数字信号处理论文的创作要点1、选好研究方向:数字信号处理领域广泛而丰富,创作数字信号处理论文首先要确定研究方向。
在这个过程中要关注数字信号处理领域最新进展,选题时要有一定的新意和独特性,避免重复研究。
数字信号处理技术的发展与应用-数字图像处理论文-计算机论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——【摘要】由于时代的进步,最新的计算机技术被应用到更多的领域中,数字信号处理技术在计算机发展的基础上被大力的推广。
本文对于数字信号处理在数字图像处理中的应用进行了分析,供专业人士参考借鉴。
【关键词】数字;信号;处理;图像;数字信号处理技术是应用计算机或专业性的处理设备,通过数值计算的方式,对于信号进行估值、采集、加工、处理,方便信息的应用和提取目的。
专业人士对于数字信号处理的期望是速度快、抗干扰能力强、造价低,该种技术预期目标,对于领域内的研究人员提出更高的要求标准。
一、定义数字处理技术是利用数字信号处理作为基础的一种图像处理方式,其将图像的信号转化成为具体的数学信号,利用计算机技术进行有效的编码、增强、复原、提取、解除噪音等,该种处理技术在各个行业被大力的推广应用,特别是在图像处理领域,为行业发展带来全新的技术服务。
二、发展数字信号处理技术具体指将信号转化成为数字的形式,进一步处理技术和理论,借助应用数值计算的方式对于信号展开加工处理。
由于近年来计算机行业的快速发展和进步,数字信号技术在更多的行业中被推广应用。
自从数字图像处理行业中应用了数字信号处理技术,整个行业内部得到快速的发展。
其中DSP是数字信号处理器的一种缩写,其作为一种高速专用的微处理器,关键的特点是数字运算功能非常的强大、资源更加的丰富、高速输入输出,在数据传输的环节中速度非常快,被专业应用与处理以运算为主的实时信号。
从上个世纪的60年始,数字信号处理技术被提出,经历过几十年的发展,逐步形成了DSP的理论内容和算法内容。
早期的时候,将理论实际应用实际中,研制出数字信号系统,数字信号系统中包括分立元件构成,主要的被应用到美国的航天或是军事各个部门,该技术的应用意味着数字信号处理器真正的出现。
到1982年的时候,全世界范围内的收割DSP 芯片被美国的某一个公司研究出来,在后期的26年中,由于各种新技术理论的不断出现,相关技术的产品以每二到三年的速度快速更新,以目为例子,TMS320C 16T是性能较为高的一种定点型DSP,其是根据第二代的高性能先进性高速超长字指令结构发展形成的,利用0.09um的加工工艺,在边界执行扫描IEEE1149.1标准,核电压为1.2V,提供出个通道的EDMA数据传输总线,在1GH时钟频率下8位数据的运算速度已经达到了8000MIPS,16位的乘法运算速度已经达到4000MMACS,每个时钟周期能够支持8条32位的指令执行运行。
《数字信号处理与应用》课程论文题目:基于DSP和FPGA的通用数字信号处理系统设计系部专业学号姓名2014年6月7日基于DSP和FPGA的通用数字信号处理系统设计摘要随着电子设备结构和功能的日益复杂,对其内部使用的数字信号处理系统在体积和功耗方面提出了更高的要求。结合以上背景,设计了一种体积小、功耗低的通用数字信号处理系统。该系统利用DSP配合FPGA为硬件架构,以TMS320VC5509ADSP为数据处理核心,通过FPGA对USB、ADC和DAC等外围设备进行控制,并可实现频谱分析、数字滤波器等数字信号处理算法。硬件调试结果表明,该系统满足设计要求,可应用于实际工程和课堂教学等多个领域。关键词:数字信号处理低功耗DSP FPGA目录一引言 (1)二系统主要功能和技术指标 (2)三硬件设计 (3)3.2.1DSP最小系统设计 (3)3.2.2程序存储器设计 (4)3.3.1USB通信接口设计 (4)3.3.2信号发生电路设计 (5)3.3.3信号采集电路设计 (6)3.3.4语音电路设计 (7)四软件设计 (8)五系统测试 (10)六结论 (11)参考文献 (12)一引言随着计算机技术和电子技术的高速发展,数字信号处理理论和方法已成为众多研究领域的重要研究基础,被广泛应用在航空航天、自动化控制、通信等领域。然而,数字信号处理系统功能日益齐全,结构也越来越复杂,导致其体积和功耗不断增加,对电子设备的运行造成了严重的影响。因此,减小数字信号处理系统的体积和功耗,对降低整个电子系统的运营成本、提高系统可靠性具有重要意义。TI公司5000系列的数字信号处理器TMS320VC5509A具有较快的数字信号处理能力,同时具有低功耗、封装小、价格低等优点,被广泛的应用于数字信号处理领域中。本文充分利用了TMS320VC5509A的以上优势,同时结合FPGA的并行控制能力,实现了体积小、功耗低的通用数字信号处理系统。二系统主要功能和技术指标本系统主要功能要求如下:1)模拟信号的产生,包括正弦波、方波、三角波、锯齿波以及带有高频正弦分量的上述波形;2)信号的采集,包括模拟信号、语音信号等;3)频谱分析、数字滤波等常用数字信号处理算法的实现;4)与主控计算机之间进行数据与命令互传。根据系统功能要求,同时考虑系统通用性和扩展性要求,制定数字信号处理系统技术指标为:1)低功耗DSP芯片TMS320VC5509为主控器,配合FPGA芯片,完成系统控制,并实现FFT 变换、滤波器等数字信号处理算法;2)系统具有外设通用扩展接口,能够根据实际需求完成二次开发;3)具有2通道信号发生功能:精度:12bits/8bits可调,速率:100k/s,电压范围:±5V;4)具有2通道数据采集功能:精度:12bits/8bits可调,速率:最大500kSa/s,电压范围:±5V;5)支持语音信号采集、处理和回放功能;6)平台通过USB接口与上位机进行通信,接口符合USB2.0标准。三硬件设计3.1总体设计根据系统功能和技术指标要求,确定硬件总体结构,如图1所示。如图1所示。图1硬件电路总体结构如图1所示,系统主要由3部分组成:FPGA控制电路、数字信号处理单元以及外设电路。FPGA进行电路接口时序控制和数据缓冲;数字信号处理单元主要完成数字信号处理功能;外设电路包括USB接口电路、信号发生与采集电路以及语音信号控制电路。系统具体工作流程为:1)通过上位机程序界面选择数字信号处理功能,将控制命令通过USB接口发送给FPGA;2)FPGA接收USB发送的控制命令,并传送给DSP,按照相关指令,控制硬件通过数据采集通道和语音输入通道获得待处理数据;3)DSP按照命令进行相应数据处理;4)DSP将处理后的数据传给FPGA,FPGA通过USB接口返回给上位机,如果需要通过硬件设备输出,则控制设备输出处理后的信号;5)上位机程序显示处理结果,并与仿真结果比对。3.2数字信号处理单元3.2.1DSP最小系统设计综合分析片上资源、通用化程度和开发的难易程度,数字信号处理器选择了TI公司的C55x系列的TMS320VC5509A,一种高性能定点型数字信号处理芯片。它包含2个17×17乘法器,12组独立总线,片上存储器为128K×16bit,其中包括64KBytes的双端口RAM(DRAM)和192KBytes的单端口RAM(SARAM),外设接口包括3个多通道缓存串口(McBSP)和6个DMA通道[1]。具有低功耗、封装小、价格低等优点。在本系统中,DSP负责所有的运算,是数字信号处理的硬件基础,其最小系统是整个硬件系统的关键部分。DSP 最小系统的设计直接关系到仿真器能否顺利连接、程序能否正常下载等关键问题。其主要由DSP、程序下载配置电路、时钟电路、复位电路、供电电路和外部扩展程序存储器电路组成。3.2.2程序存储器设计TMS320VC5509A内部没有非易失性存储器,因此,要实现系统程序脱离仿真环境独立运行,需要在片外扩展Flash、EPROM或者通过USB接口从上位机下载程序。在系统上电复位后,DSP的引导加载器把应用程序从外部存储器或上位机中引导到DSP芯片内RAM单元或外部扩展RAM中运行。TMS320VC5509A自带的Bootloader程序支持11种引导模式,引导模式的选择是通过4个模式选择引脚BOOTM0~3完成的。考虑到使用的方便性和节约系统电路板空间,本设计选用串行E2PROM引导模式,外扩Flash作为DSP的程序存储器。Flash选用Atmel公司的AT25F1024,通过McBSP0(配置为SPI)与TMS320VC5509A连接。AT25F1024是一款应用广泛的高性能1Mbits串行SPI闪存,接口简单、体积小,可以满足要求[2]。3.3外设电路设计3.3.1USB通信接口设计综合考虑系统电路板的面积和实现的难易程度,本设计采用Cypress公司的EZ-USB FX2LP系列中的CY7C68013A实现USB接口。CY7C68013A是世界上第一款集成USB 2.0协议的微处理器接口控制芯片,支持12Mbps的全速以及480Mbps高速传输。其集成有16KB的片内RAM、增强的8051微处理器、16位并行地址总线、8位数据总线、I2C总线、双串口、4KFIFO的可配置存储器以及通用可编程接口、智能串行接口引擎和USB2.0收发器[3]。CY7C68013A提供Slave FIFO和GPIF2种接口模式,Slave FIFO模式是从机模式,外部控制器可以像对普通FIFO存储器一样对其多层缓冲FIFO存储器进行读写;GPIF模式是主机模式,可以由软件设置读写的控制波形,灵活性很大[4]。为了减小开发难度,本设计采用SlaveFIFO模式,在这种模式下,与FPGA之间的控制信号如图2所示。FPGA通过改变FIFOADR引脚电平,对其内部FIFO进行选择,并通过读取CY7C68013A的FIFO 状态引脚电平,来判断何时读取FIFO以及是否可以向FIFO写入数据。图2CY7C68013A控制信号连接图3.3.2信号发生电路设计信号发生模块由数/模转换电路,滤波电路以及偏置放大电路组成。为了满足设计精度和速率要求,并节约电路板空间,数/模转换芯片采用AD公司的12位串行数/模转换器AD5320。AD5320为单电源供电,具有轨至轨输出能力,参考源来自于外部电源电压,片上集成输出缓冲放大器,配合后置放大电路可实现双极性输出,采样速率最大为125kHz。信号发生电路,如图3所示。图3数/模转换电路采用运算放大器AD820AR实现差分电路,将AD5320输出的模拟信号与参考电压做差分,将单极性输出转化为双极性,输出范围为±3V,输出电压与输入二进制代码的转换关系为:VOUT=VDD×(2D/4096-1)(1)滤波电路采用可程控的集成低通滤波器,滤波器选择目前应用比较广泛、控制电路简单的8阶低通椭圆开关电容滤波器MAX293,该滤波器可单/双电源供电[5],可程控转角频率范围0.1Hz~25kHz,过渡比fs/f0=1.5,时钟频率对转角频率的比为100∶1,即fosc=100f0,FPGA根据输出信号频率改变MAX293的时钟fosc 来控制其转角频率,从而实现滤波。放大电路采用差分比例运算电路,放大器反相输入端接偏置电路,通过调节电位器来提供直流偏置,以消除滤波器产生的直流偏置电压。3.3.3信号采集电路设计选择模/数转换芯片时考虑的主要2个指标是转换速率和转换精度。根据技术指标要求,本设计选用AD公司的低功耗、四通道同步采样、12位分辨率模/数转换器AD7864。AD7864为+5V单电源供电,参考电压+2.5V,其内部带有参考电源[6],也允许外部输入。时钟可由内部时钟或外部时钟提供,由INT*/EXT CLK引脚电平决定。在使用内部时钟条件下,单通道采样率最高可以达到500kHz。输入范围为±10V或±5V可选,输出数据编码为二进制补码。电路图如图4所示,本设计采用一二通道输入、内部参考源、内部时钟、输入电压范围±5V。另外,为了增加输入信号的驱动能力,提高输入阻抗,降低输出阻抗,在A/D前端设计增加了射随电路。图4AD7864电路原理图3.3.4语音电路设计语音电路由DSP和语音编解码芯片TLV320AIC23组成,TLV320AIC23是TI公司的一种高性能立体声音频编解码器,该编码器的数字传输字长可以是16、20、24、32bits,支持8~96kHz的采样率[7],与TMS320VC5509A能够达到无缝连接。利用TMS320VC5509A的I2C模块配置语音编解码芯片的内部寄存器;并通过其内部的McBSP接口接收和发送采样的音频数据。TLV320AIC23通过麦克风输入或者立体声音频输入采集模拟信号,并将模拟信号转化为数字信号,存储到DSP的内部RAM中,供DSP 处理。当DSP完成对音频数据的处理以后,TLV320AIC23再把数字信号转化为模拟信号,通过耳机或立体声音频输出端输出。3.4逻辑设计设计中FPGA选择ALTERA公司的Cyclone系列芯片EP1C12Q240C8实现,主要完成的功能为:控制USB芯片,完成与上位机的通信;与DSP通信,将上位机的命令和数据传递给DSP,并接收DSP处理后的结果;控制A/D转换芯片AD7864,对外部模拟信号进行采集;控制D/A转换芯片AD5320,将上位机、DSP处理结果或ADC采集的数字信号转化为模拟信号输出。逻辑总体功能主要包括USB接口控制模块,上位机命令、参数译码模块,DSP通信模块,ADC和DAC控制模块以及一些辅助功能模块[8]。四软件设计4.1DSP程序设计DSP程序的设计开发环境采用TI公司的CCStudiov3.3[9],编程语言为标准C语言。DSP程序的主要任务为:接收FPGA传递的上位机命令和数据并执行相应命令,完成数字信号处理运算[10],并将处理的结果传送到FPGA内部FIFO中,总体设计流程图,如图5所示,DSP首先配置内部寄存器,初始化EMIF接口和CPU频率,然后从相应地址读取上位机的命令字、根据命令字判断功能类别,读取原始数据、调用相应子程序,最终将处理结果传回FPGA,并由FPGA经USB接口返回给上位机,同时通过信号发生或语音模块输出。图5DSP程序流程图4.2上位机应用程序设计系统上位机程序基于NI公司的集成软件开发环境LabWindows/CVI设计[11]。根据系统功能需求,上位机程序主要功能划分,如图6所示,主要包括功能和数据选择、命令编码、数据发送、数据上传、数据存储及结果显示等功能。图6上位机程序功能结构图上位机具体工作流程为:首先由用户选择系统的具体功能,并设置相应的功能参数;然后上位机对用户设置的内容进行编码,并通过USB接口传送给系统硬件电路板;完成设定的数字信号处理功能后,将数据传回计算机,存储到对应的文件中,并进行显示。五系统测试根据数字信号处理系统功能需要和技术指标要求,对其进行了全面测试。信号发生电路测试方法:由上位机产生一组正弦波数据,经USB接口传给D/A输出。输出波形及滤波放大后结果,如图7所示,信号发生速率100K/s,输出波形频率10kHz,峰-峰值10V。USB向下传输数据正确,信号发生电路满足设计指标要求。图7信号发生滤波前后结果数据采集电路测试方法:对-5V~+5V直流信号进行多次采样,并将结果传回上位机显示。表1为数据采集结果,采样速率500kSa/s,最大偏差小于1%。USB上传数据正确,数据采集电路满足设计指标要求。表1AD7864测试结果分析测试结果表明:USB接口功能正常,数据通信正确;FPGA逻辑工作稳定,能按照上位机指令实现对各电路模块的灵活控制;DSP程序工作正常,能够完成设定的数字信号处理功能;上位机程序与硬件电路板配合良好,并且用户界面友好,操作灵活。系统功能和各项技术指标达到设计要求,数据处理结果与软件仿真结果相同,与理论分析结果吻合,达到了数字信号处理的目的。六结论本文实现了通用的数字信号处理系统的设计,该系统体积小、低功耗、成本低,可以实现信号发生、采集,语音信号处理等多种功能,同时可以实现多种数字信号处理算法,并可采用通用USB接口实现与主计算机数据和命令的互传。使用通用计算机作为控制平台,操作简便,处理结果直观,而且可以与仿真结果对比分析。该平台可以实现数字信号处理的基本功能,并可通过外部通用扩展接口实现功能的扩展,能够方便的应用于工程实践项目和课堂实验教学等多个领域。参考文献[1]杨娟娟,黄乡生,宋大杰.基于TMS320VC5509A的图像采集处理系统[J].国外电子测量技术,2011,30(6):65-18.[2]王纯委,王明.一种基于AT25T1024FLASH的高速SPI接口设计[J].电子元器件应用,2011,13(4):7-9.[3]罗向东.基于FPGA与CY7C68013A的USB接口系统设计[J].国外电子测量技术,2010,29(4):96-100.[4]钱峰.EZ-USB 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