原创 DSP教学实验箱操作教程：4-12 多路信号混频实验（自定义输入信号）

一、实验目的

了解数字信号混叠，实现信号的混频处理并使用FFT算法对混频信号进行处理并分析频谱。

二、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。在本实验中采用的是自定义信号输入，自定义两路输入信号分别为：f1（t） = 4sin (20πt − π/3)和f2（t） = sin (200πt )。

（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。

程序流程设计

设计中首先在程序中自定义生成两路信号，接着将两路信号混频相加，最后将混频信号转为复数模式，并对混频信号进行FFT变换。

dsplib_c674x_3_4_0_0

将DSPLIB安装到CCS5.5 的安装路径，安装完成后会有相应的文件夹出现。源码所在路径：\dsplib_c674x_3_4_0_0\packages\ti\dsplib\src

函数源码

FFT运算函数

使用 DSPLIB 的库来进行FFT运算。使用时，直接调用“DSPF_sp_fftSPxSP.h”文件 即可。

API接口

void DSPF_sp_fftSPxSP(int N, float *ptr_x, float *ptr_w, float *ptr_y, unsigned char *brev, int n_min, int offset, int n_max);

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。

FFT逆变换函数

使用DSPLIB 的库来进行FFT逆变换。使用时，直接调用“DSPF_sp_ifftSPxSP.h”文件 即可。

API接口

void DSPF_sp_ifftSPxSP (int N, float *ptr_x, float *ptr_w, float *ptr_y,

unsigned char *brev, int n_min, int offset, int n_max);

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。

三、操作现象

实验设备

本实验所需硬件为实验板、仿真器和电源。

硬件连接

（1）连接仿真器和电脑的USB接口。

（2）将拨码开关拨到DEBUG模式01111，连接实验箱电源，拨动电源开关上电。

软件操作

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，程序执行完成后会在断点处停下，可以通过CCS的图形显示工具查看波形。

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。

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。

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。

1. 实验结束后，点击红色按钮退出CCS与实验箱的连接，最后实验箱断电即可。