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基于DSP的虚拟频谱分析系统

作　者: 刘久志
导　师: 程德福
学　校: 吉林大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: DSP 虚拟仪器频谱分析确定性信号 FFT 平稳随机信号功率谱
分类号: TN911.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 383次
引　用: 6次
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内容摘要

信号处理几乎涉及到所有的工程技术领域,而频谱分析正是信号处理中一种非常重要的分析手段。数字信号处理器芯片DSP因为其强大、高速的信号处理能力,适合于实时信号处理,给信号处理的发展带来了巨大机遇。目前,我国的高档频谱分析设备主要依赖进口,价格昂贵。虚拟仪器技术的出现,“硬件软件化”的构想,使发展我们自己的低成本频谱分析设备成为可能。本论文正是融合了DSP和虚拟仪器这两种前沿技术。基于TI公司的TMS320C6701 DSP,结合虚拟仪器技术构建了虚拟频谱分析的研究系统。在此系统中,完成了对信号的采集、频谱分析和显示,重点在于频谱分析部分。对确定性信号实现了FFT高速分析,对平稳随机信号实现了welch法经典功率谱分析和burg法现代功率谱分析。并利用典型信号对本系统进行了测试。

全文目录

第一章绪论  7-11
  1.1 课题研究意义  7-8
  1.2 国内外研究状况  8-9
  1.3 本文主要研究内容  9-11
第二章虚拟频谱分析系统结构  11-18
  2.1 C6000 系列DSP 性能特点  11-14
  2.2 6701EVM 板功能介绍  14-16
  2.3 虚拟频谱分析系统的软、硬件结构  16-18
第三章 PC 机软件设计  18-25
  3.1 LabVIEW 工作原理  18-19
  3.2 虚拟频谱分析系统的前面板设计  19-20
  3.3 PC 对DSP 的控制  20-22
    3.3.1 功能的控制  20
    3.3.2 参数的控制  20-22
  3.4 PC 与DSP 的通信  22-25
第四章数据采集与频谱分析算法  25-58
  4.1 数据采集  25-33
    4.1.1 EVM 板初始化  27
    4.1.2 多通道缓冲串口的配置  27-30
    4.1.3 DMA 的配置  30
    4.1.4 CODEC 的配置  30-31
    4.1.5 信号的捕捉与回放  31-33
  4.2 频谱分析算法  33-51
    4.2.1 信号的分类  34-35
    4.2.2 窗函数  35-37
    4.2.3 离散傅立叶变换(DFT)及其频率分辨率  37-38
    4.2.4 快速傅立叶变换(FFT)  38-43
    4.2.5 平稳随机信号及其各态遍历性  43-44
    4.2.6 平稳随机信号的自相关函数  44-45
    4.2.7 平稳随机信号的功率谱分析  45-46
    4.2.8 welch 法实现经典功率谱  46-47
    4.2.9 burg 法实现现代功率谱  47-51
  4.3 提高算法速度的优化方法  51-58
    4.3.1 使用线性汇编优化核心代码  51-52
    4.3.2 内存分配与字对齐  52-55
    4.3.3 存储器相关性与循环展开  55-58
第五章系统测试  58-63
  5.1 对确定性信号的频谱分析功能的测试  58-59
  5.2 welch 法经典功率谱分析功能的测试  59-60
  5.3 burg 法现代功率谱分析功能的测试  60-63
第六章全文总结  63-65
参考文献  65-68
摘要  68-71
Abstract  71-73
致谢  73

基于DSP的虚拟频谱分析系统

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