信號與系統實驗箱--信號頻譜分析實驗

一、實驗目的
1、了解使用硬件實驗系統進行信號頻譜分析的基本思路；
2、掌握使用XH2信號與系統實驗平臺進行實時信號頻譜分析的方法。
二、實驗原理
DSP數字信號處理器可以對實時采集到的信號進行FFT運算以實現時域與頻域的轉換，FFT運算結果反映的是頻域中各頻率分量幅值的大小，從而使畫出頻譜圖成為可能。
用DSP實驗系統進行信號頻譜分析的基本思路是：先將實時信號的采樣值并送入DSP系統，DSP程序對這些采樣值進行FFT變換，經運算求出對應的信號頻譜數據，并將結果送到PC機屏幕上進行顯示，使DSP硬件系統完成一臺信號頻譜分析儀的功能，如圖14-1。

圖14-1實驗系統進行信號頻譜分析的程序框圖
三、實驗任務
觀測函數發生器產生的模擬信號：頻率為1KHz ～ 64 KHz的方波信號、正弦波信號、三角波信號。
方法：運行上位軟件Signal，進入頻譜分析窗口，窗口即顯示該實時信號的時域圖和頻譜圖。
注：由于頻譜分析時信號的采樣率為128KHz，因此只有當被測信號的頻率和128成整數倍關系時，頻譜圖比較穩定清楚。
四、實驗步驟
實時模擬信號的頻譜分析
1、先運行上位軟件Signal，進入頻譜分析窗口。
2、分析函數發生器產生的模擬信號：
實驗時，先將函數發生器的輸出H701接到數字濾波器的輸入端PB01；將紅色拔碼開關SWB01設置為‘0101’，再按一下S1（MCU_RST）復位按鈕，使FFT程序運行。然后點擊<實時分析>框 中的“開始”按鈕，即可在PC機屏幕上觀察到輸入信號的波形，和快速傅立葉變換（FFT）的結果。
可通過波形選擇開關，選擇不同的波形進行觀察。
由于采樣頻率為128KHz，FFT的長度為128，因此頻率分辨率為1KHz，當信號頻率為1KHz的整數倍時，測量準確。其它頻率測試時，結果有一定誤差。
五、實驗預習
1、認真閱讀實驗原理部分，了解本次實驗的目的、方法。
2、根據實驗任務，擬定實驗步驟。
六、實驗設備
1、PC機1臺
2、YUY-XH3信號與系統實驗箱1臺
3、雙蹤示波器1臺