DSP实验指导书 - 图文(3)

数字信号处理EXPIV教学实验系统

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开始k=0k=0k

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实验九 语音信号的FFT分析

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，CCS 2.0 版软件，实验箱，DSP仿真器，音频线，音源。 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 A．实验前准备：

1利用自备的音频信号源，或把计算机当成音源,从实验箱的“语音单元”的音频接口“麦克输入”输入音频信号，进行AD采集。

2开关K9拨到左边，即仿真器选择连接左边的CPU：CPU1； 3拨码开关设置说明

“语音接口”模块小板的拨码开关设置：

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SW1拨码开关：

状态 1 2 3 4 SW2拨码开关： 状态 1 2 3 4 备 注 ON OFF ON ON 备 注 ON ON ON 空脚 用音频对录线，连接实验箱语音单元的麦克输入与外部音频源；

拨码开关S6： 1、2 OFF

B．实验

启动CCS 2.0，用Project/Open打开“Algorithm”目录中“exp09_cpu1”子目录下的“audiofft.pjt”工程文件；双击“audiofft.pjt”及“Source”可查看源程序；加载“audiofft.out”；在主程序中，k++处设置断点；单击“Run”运行程序，程序将运行至断点处停止；

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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px和pz，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转换后的语音信号和对该信号进行FFT变换的结果；

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单击“Animate”运行程序，或按F10运行；调整观察窗口并观察输入信号波形及其FFT变换结果；单击“Halt”暂停程序运行，关闭窗口，本实验结束。 实验结果：在CCS2.0环境，同步观察输入语音信号波形及其FFT变换结果。 二． 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？ 三． 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。 四． 程序参数说明

void kfft(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px数组中，转为浮 点型后，生成x数组，长度128；

数组mo：FFT变换数组，长度128，浮点型，整型后，写入pz数组中。