实验4 多路信号混频实验

一．实验目的

1．掌握A/D转换的基本过程和程序处理过程；

2．学习通过对采样值进行计算产生混频波形。

二．实验设备

1．PC 兼容机一台；操作系统为Windows XP。

2．ICETEK-VC5509-A-USB-EDU 实验箱一台。

3．USB连接电缆一条。

4．音频数据线两条。

三．实验原理

1．A/D原理及工作过程：参见实验2相关内容。

2．混频波形产生：

本实验将接收到的两路A/D采集信号进行相加，并对结果的幅度进行，从而产生混合后的输出波形。实验中采用了同相位混频方法，也可修改程序完成异相混频法。

3．源程序流程图及注释：

本实验程序在主循环中对A/D进行连续采样，每次采样首先设置A/D转换控制寄存器(ADCCTL)，发送转换通道号和启动命令，然后循环等待转换结果，最后将结果保存。由于需要进行实时混频，所以交替转换通道0和通道1 (ICETEK-VC5509-A实验箱上ADCIN2和ADCIN3)。

四．实验步骤

1．实验准备： 准备信号源进行AD输入。

(1) 取出2根实验箱附带的信号线。（两端均为单声道语音插头）

(2) 用一根信号线连接实验箱左侧信号源的波形输出A端口和“A/D输入”模块的“ADCIN2”插座。这样，信号源波形输出A的输出波形即可送到ICETEK-VC5509-A板的A/D输入通道0。

(3) 用另一根信号线连接实验箱左侧信号源的波形输出B端口和“A/D输入”模块的“ADCIN3”插座。这样，信号源波形输出B的输出波形即可送到ICETEK-VC5509-A板的A/D输入通道1。

(4) 将波形输出A波形选择调为正弦波，频率调整调至10-100Hz。

将波形输出B波形选择调为正弦波，频率调整调至100-1KHz。

调节幅值调整旋钮，分别将波形输出A和B的幅值调到最大。

2．设置CCS在硬件仿真(Emulator)方式下运行。（参看实验1的第四部分的第1步）

3．初始化并启动CCS软件。（参看实验1的第四部分的第2步）

4．重置CPU：选择菜单Debug→Reset CPU。

5．打开工程文件：    选择菜单Project→Open。

工程目录为：C:\\ICETEK\VC5509AS60\\Lab0603-Mixer\\AD.pjt。

6．编译、下载程序：

(1) 选择菜单Project→Rebuild All；

(2) 执行File→Load Program，在随后打开的对话框中选择刚刚建立的

C:\\ICETEK\\VC5509AS60\Lab0603-Mixer\\Debug\\AD.out 文件。

7．设置软件断点和观察窗口：

(1) 打开源程序main.c，在有注释“在此加软件断点”的行上加软件断点；

(2) 选择菜单View->Graph->Time/Frequency…进行如图4-1所示的设置；

(3) 选择菜单View->Graph->Time/Frequency…进行如图4-2所示的设置；

(4) 选择菜单View->Graph->Time/Frequency…进行如图4-3所示的设置。

图 4-1

图 4-2

图 4-3

8．运行程序观察结果：

按“F5”键运行到断点，注意观察窗口“AD0”和“AD1”中的输入波形，同时分析“nMixing”窗口中混频合成的波形与输入波形的关系。

9．观察动态效果：

选择菜单Debug->Animate运行程序，同时改变信号源输入的波形、频率参数，观察动态效果。

10．修改程序：

程序所采用的算法是两个信号源对混合后的波形的影响相同，下面改变其比例为3:1。将程序中：uWork=(nADC0[i]+nADC1[i]);

改成 uWork=(nADC0[i]+nADC1[i]*3);

将语句：uWork>>=1;

改成：uWork>>=2;

再次编译程序并下载、运行，观察新的结果。

11．退出CCS。

五．实验报告要求

(1) 按照实验步骤操作，记录实验结果。

(2) 分别显示两路输入信号和混叠后信号频谱图，记录并分析观察到的结果。

(3) 用MATLAB软件编写函数：function [Xk]=dft(xn,N)，并利用该函数实现以下求解：

① 分别求4点矩形序列的4点DFT、8点DFT和16点DFT。

② 分别求序列和序列的5点、6点和7点的圆周卷积。