西电DSP设计实验报告
DSP系统设计上机实验报告
班级: 021115
姓名：XX
学号：02111XXX
实验一: VISUAL DSP++的使用入门
1.实验目的
熟悉VISUAL DSP++的开发环境。针对ADSP－21065L SHARC DSP，利用几个用C、C++和汇编语言写成的简单例子来描述VISUAL DSP＋十编程环境和调试器（debugger）的主要特征和功能.
2.实验内容
本次实验包含四个:
1)练习一：
启动Visual DSP++，建立一个用C源代码的工程（Project），同时用调试器来评估用C 语言所编写代码的性能；
2)练习二：
创立一个新的工程，修改源码来调用一个汇编（asm）程序，重新编译工程，用调试器来评估用汇编语言所写程序的性能；
3)练习三：
利用调试器的绘图（plot）功能来图形显示一个卷积算法中的多个数据的波形；
4)练习四：
利用调试器的性能统计功能（Statistical profile来检查练习三中卷积算法的效率。利用所收集到的性能统计数据就能看出算法中最耗时的地方。
3.实验步骤
练习一:
步骤 l.进入Visual DSP＋十并打开一个工程
步骤2编译 dotprodc工程
步骤3 运行VsualDSP++调试器
步骤4 运行dotprod.c
步骤5 评估函数a_doc_c 的性能（profile）
练习二
步骤1创建一个新的工程(project)
步骤2 向dot_product工程中添加文件
步骤3 修改工程源文件
步骤4 修改链接描述文件dotprodasm．Ldf
步骤5 编译和运行dot_product
步骤6 评估a_dot_asm的效率
练习三
步骤1.将算法程序调入Debugger环境
步骤2.打开绘图窗口并设定参数
步骤3.运行程序并在图形窗口中观察数据
练习四
步骤1.调用convolution程序
步骤2.打开统计特性选项
步骤3.收集和检查统计特性数据
4.实验要求:
练习一：
记录profile 窗口中的程序执行时间数据，分析程序的执行时间
练习二：
记录profile 窗口中的程序执行时间数据，将结果与练习一进行比较
练习四：
记录statistical profiling results 窗口中的数据，分析耗时最多的程序段，并且说明原因5.实验结果:
6.实验结果分析：
分析实验一和实验二的实验结果，发现对于完成同一种功能，相对于C语言，汇编语言运算效率更高。
实验二: 用SIMULATOR模拟实现数字信号处理1实验目的
本实验主要通过四个练习来了解如何利用SIMULATOR实现基本的信号处理方法。2.实验内容
实验包括以下几个练习：
练习一：时域卷积运算
练习二：DFT运算
练习三：时域相关运算
练习四：利用相关函数计算信号的功率谱
3.实验步骤
练习一
步骤一:调入程序
步骤二:选择输入数据文件
步骤三.编译程序
步骤四. 观察结果
步骤五. 改变数据再运行练习二
1）调入程序
2）选择输入数据文件3）编译程序
4) 观察结果
5）改变数据再运行练习三
1）调入程序
2）选择输入数据文件3）编译程序
4) 观察结果
5) 改变数据再运行
练习四
1) 调入程序
2）选择输入数据文件
3) 编译程序
4) 观察结果
5）改变数据再运行4.实验结果:
1.
2. 3.
5.
5.实验结果分析：
练习一：由冲击函数卷积的性质可知，单位冲击函数与正弦波函数卷积的结果是对正弦波函数进行平移，多个冲击函数与其卷积则是进行平移叠加。
练习二：由方波的DFT的性质可知，方波的DFT变换结果是抽样函数，其实部为偶函数，虚部为奇函数。
练习三：由信号的相关可以用信号的卷积表示，只有当两个信号完全一样时，其相关结果才会出现一个比较大的峰值，所以三角波的自相关结果会出现一个大的相关峰和两个小的峰值，还有一个波谷；同理三角波和正弦波的互相关结果则是，当正弦波的波峰与三角波的波峰相重合时的相关值最大，而正弦波的波谷和三角波的波峰重合时相关值最小，相关性最大。
练习四：由维纳-欣钦（Wiener-Khintchine）定理可知，功率有限信号的功率谱函数与自相关函数构成一对傅里叶变换，功率有限信号的功率谱函数与互相关函数构成一对傅里叶变换。实验结果中的方波自相关函数的DFT变换对应其功率谱函数，方波与三角波的互相关函数的DFT变换对应其互功率谱函数。通过加窗与不加窗信号的FFT结果我们可以看出，加窗后其信号的能量发散了，使得频谱展宽，波动更加剧烈，还造成了一定的频谱混叠（三角波对比明显），主要是因为信号加窗截断所引起的频谱泄漏和谱间干扰。
实验三数据采集与谱分析
1.实验内容
实验三利用ADSP21065L的评估板的硬件资源，完成对信号的采样与FFT变换输出。输
出结果可以从示波器上实时地观察到，也可以利用VisualDSP++的plot功能描绘出来。
2.实验目的
让学生理解离散傅立叶变化的原理，掌握DFT的快速算法，同时了解连续信号的采样后的频谱，加深对数字信号处理理论的理解
3.实验步骤
1）连接硬件
2）加电和启动程序
3）选择或者建立正确的会话类型
4）编译链接运行程序
5）改变信号再观察
6）改变窗函数再观察
4.实验要求
1）.利用plot功能，在程序中设置断点，观察各种波形的采样数据、输出数据的的波形；2）.按照实验步骤完成实验，连续运行程序，观察示波器的波形，说明它们的差别。3）.在实验报告中记录方波和三角波的采样数据和FFT结果数据，描绘其波形。并利用数字信号处理课程所学知识分析结果。
5.实验结果：
6.实验结果分析：
单个矩形波的FFT为Sa函数，矩形序列相当于是单个矩形脉冲与周期脉冲序列的卷积得到的，由数字信号处理的知识可以知道，时域卷积对应于频域相乘。由于周期脉冲序列的DFT仍为周期脉冲序列，只是相邻脉冲间隔变为原来的倒数分之一，所以卷积结果在频域是Sa函数与周期脉冲序列的乘积，即对Sa函数的取样。未加窗时，矩形序列的FFT是离散化的Sa函数。加窗后的时域的矩形序列相当于在原矩形序列上乘了一个窗函数，根据数字信号处理的知识，可以知道时域乘积对应于频域的卷积，所以在频域上加窗矩形序列的FFT是Sa函数与窗函数FFT的卷积。
实验四
（一）信号自相关的计算
1.实验内容
本实验利用ADSP21065L-EZ-KIT评估板的硬件资源，通过板上codec对输入信号进行采样，取出其中一段数据，然后计算其自相关。计算结果可以通过主机用VisualDSP++的plo 功能描绘出来，也可以用示波器实时查看。
2.实验步骤
1）连接硬件
2）加电和启动程序
3）选择或者建立正确的会话类型
4）编译链接和观察结果
5）改变信号类型再观察
3.实验要求
利用plot功能，在程序中设置断点，观察各种波形的采样数据、输出数据的的波形。按照实验步骤完成实验，连续运行程序，观察示波器的波形，说明它们的差别。在实验报告中记录正弦波和三角波的采样数据和自相关结果数据，描绘其波形。并利用数字信号处理课程所学知识分析结果。
(二)数据采集与滤波处理
1.实验内容
利用ADSP21065L-EZ-KIT板的硬件资源，完成对信号的采样和滤波分析。本实验中提供的基本FIR滤波器程序，改变FIR滤波器的系数设计出不同的滤波器，如带通滤波器、低通滤波器、多频段带通滤波器等。滤波效果可以直接在示波器上看到。通过这个实验加深对数字滤波这种信号处理的方法的理解。
2.实验步骤
1）连接硬件
2）加电和启动程序
3）选择或者建立正确的会话类型
4）设置程序参数
5）编译链接和观察结果
6）改变信号类型观察
7）改变滤波器通带范围观察
8）修改源程序改变滤波器类型观察
3.实验要求
1.改变正弦波频率，在示波器上观察输出数据波形幅度，描绘出一个带通滤波器和低通滤波器的幅频特性；
2.当输入信号为非正弦信号时，带通滤波器输出波形和低通滤波器输出波形有什么差别？为什么？
3. 在实验报告中记录改变正弦波频率时，在示波器所观察的输出波形幅度数据，描绘出一个带通滤波器和低通滤波器2的幅频特性。
4.实验结果：
5.实验结果分析：
当输入为正弦波时，对于低通滤波器，当正弦波频率超过低通滤波器的截止频率时，输出波形近似为0，当正弦波频率远小于低通滤波器的截止频率时，输出波形不失真；当正弦波频率远接近于低通滤波器的截止频率时，输出波形有失真。同样，对于带通滤波器，当正弦波频率在带通滤波器的最低和最高截止频率之外时，输出发生失真，近似为0；当正弦波频率在带通滤波器的最低和最高截止频率之间时，输出为正弦波，无失真。
当输入为方波时，对于低通滤波器和带通滤波器，当方波频率在滤波器的通带范围之内时，输出无失真为方波；同输入为正弦波不同的是，当输入方波的频率再在截止频率之外时，输出信号不会为0.因为方波不是单一频率的信号，它是由许多不同频率的信号组成的，所以，对于方波，滤波器的阻带只是衰减了方波中某些特定的频率成分，但其它的频率成分仍然可以通过。