原创 嵌入式实验操作教程：4-13 多路信号混频实验（外部输入信号）
实验目的
本实验教程是基于创龙教仪DSP教学实验箱：TL6748-PlusTEB完成的
本节视频的目的是了解数字信号混叠，学习对采样值进行计算产生混频波形，实现 AD 采集波形并进行混频处理。
实验原理
信号混频
混频信号： 两路信号进行相加，并对结果的幅度进行限制，从而产生混合后的输出波形。
（1）输入信号的产生：外部信号输入和自定义信号输入。外部信号输入时，例如通过信号源输出信号，利用AD采集信号。在本实验中采用的是外部信号输入，AD采集一路实验板波形发生器输出的信号和一路自定义信号混频，自定义一路输入信号为： f1（t） = 4sin (20πt − π/3)。
（2）混频信号的频谱分析：对混频后的信号利用 FFT 算法进行快速傅里叶变换，得到混频信号的频谱图。经过信号频谱的分析，可知，混频后的信号频谱与原信号频谱的关系为：混频信号的频谱为原信号在频谱上的叠加。
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本实验中，外部输入信号的输入是通过实验板上的波形发生器AD9833输出正弦波连续信号， AD7606 采集波形后得到对应的离散信号数据，最后DSP对采集到的离散信号进行处理，（与前面一样）比如混频运算、FFT运算等。
AD9833特性
（1）AD9833是一款低功耗、可编程波形发生器，能够产生正弦波、三角波和方波输出，输出频率和相位可通过软件进行编程，调整简单。
（2）AD9833通过一个三线式串行接口写入数据。该串行接口能够以最高40MHz的时钟速率工作，并且与DSP和微控制器标准兼容。
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AD7606特性
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（1）8 路16bit采样通道。
（2）支持串行和并行读取方式。
（3）支持全部通道 200K 采样率并行采集和转换。
（4）支持真正±10V 或±5V 的双极性信号输入。
AD7606上8个通道的数据是同时采集，轮流转换的。
模数转换模块的处理过程如下：
（1）模数转换模块接到启动转换信号后，按照排序器的设置，开始转换第一个通道的数据；
（2）经过一个采样时间的延迟后，将采样结果放入转换结果寄存器保存；
（3）按顺序进行下一个通道的转换；
（4）如果为连续转换方式则从新开始转换过程；
（5）否则等待下一个启动信号。
函数源码
程序使用 DSPLIB 的库来进行FFT运算，调用的程序源码和使用说明可以安装DSPLIB后查看。调用的FFT函数中，
- 第一个参数是样本中 FFT 的长度，
- 第二个参数是指向数据输入的指针。
- 第三个参数是指向复杂旋转因子的指针。
- 第四个参数是指向复杂输出数据的指针。
- 第五个参数是指向包含 64 个条目的位反转表的指针。如果样本的FFT长度可以表示为 4 的幂，
- 第六个参数是4，否则 第六个参数是 2 。
- 第七个参数是从主FFT开始的样本中的子 FFT偏移索引 。
- 第八个参数是样本中主FFT的大小。
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程序使用 DSPLIB 的库来进行FFT逆变换，调用的程序源码和使用说明可以安装DSPLIB后查看。调用的IFFT函数中，
- 第一个参数是样本中 FFT 的长度。
- 第二个参数是指向数据输入的指针。
- 第三个参数是指向复杂旋转因子的指针。
- 第四个参数是指向复杂输出数据的指针。
- 第五个参数是指向包含 64 个条目的位反转表的指针 。如果样本的FFT长度可以表示为 4 的幂，
- 第六个参数是4，否则第六个参数是2 。
- 第七个参数是从主FFT开始的复杂样本中的子FFT偏移索引 。
- 第八个参数是样本中主FFT的大小。
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操作现象
- 导入工程，选择Demo文件夹下的对应工程
- 编译工程，生成可执行文件
- 将CCS连接实验箱并加载程序
- 程序加载完成后点击运行程序
- 运行程序后，可以通过CCS的图形显示工具查看波形。
（1）首先查看两路输入波形，点击工具，选择图像显示，选择双曲线图显示；点击Import，选择导入工程配置好的属性，可以看到图像的属性配置，点击确认后可看到两路输入波形。
（2）接着查看两路输入波形的幅度频谱，点击工具，选择图像显示，选择FFT幅度；点击Import，选择导入工程配置好的属性，可以看到图像的属性配置，点击确认后可看到一路输入波形的幅度频谱。再次点击工具，选择图像显示，选择FFT幅度；点击Import，选择导入工程配置好的属性，可以看到图像的属性配置，点击确认后可看到另外一路输入波形的幅度频谱。
（3）最后查看混频后的波形和幅度频谱，点击工具，选择图像显示，选择双曲线图显示；点击Import，选择导入工程配置好的属性，可以看到图像的属性配置，点击确认后可看到混频波形及频谱。
（4）我们可以调整下窗口的位置，方便对比两路输入信号与叠加信号的波形及频谱。
可以点击刷新按钮或持续刷新，即可更新或者实时显示结果图。
自定义信号的频谱值约为 1，信号源输入信号的频谱值约为 102，通过公式计算得出，自定义信号的频率为9.7Hz，信号源输入信号的频率约为996Hz，与实际设置基本一致。
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作者： 创龙教仪， 来源：面包板社区
链接： https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4014694.html
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创龙教仪 2023-6-19 11:08