Luận văn thạc sĩ VNU UET xử lý tín hiệu thời gian thực bằng phương pháp số trên môi trường phát triển ứng dụng DSP56307EVM áp dụng trong các hệ định vị vô tuyến

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Hồng Hà XỬ LÝ TÍN HIỆU THỜI GIAN THỰC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ TRÊN MÔI TRƯỜNG PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG DSP56307EVM ÁP DỤNG TRONG CÁC HỆ ĐỊNH VỊ VÔ TUYẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2008 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Hồng Hà XỬ LÝ TÍN HIỆU THỜI GIAN THỰC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ TRÊN MÔI TRƯỜNG PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG DSP56307EVM ÁP DỤNG TRONG CÁC HỆ ĐỊNH VỊ VÔ TUYẾN Ngành: Công nghệ điện tử - viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử thông tin liên lạc Mã số: 2.07.00 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BẠCH GIA DƯƠNG Hà Nội - 2008 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHỤ LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .9 MỞ ĐẦU 10 PHẦN I - CƠ SỞ LÝ THUYẾT .11 Chương Tín hiệu hệ thống xử lý tín hiệu 11 1.1 Định nghĩa tín hiệu 11 1.2 Phân loại tín hiệu 11 1.3 Tín hiệu rời rạc [1] 12 1.3.1 Cách biểu diễn tín hiệu 12 1.4 Các tín hiệu rời rạc 12 1.5 Các phép toán dãy 13 1.6 Hệ thống xử lý tín hiệu [1, ] 13 1.6.1 Hệ thống thời gian rời rạc (hệ thống rời rạc) 14 1.6.2 Đáp ứng xung thống rời rạc .14 1.6.3 Sơ đồ khối biểu diễn hệ thống 14 1.7 Phân loại hệ thống rời rạc 15 1.7.1 Hệ thống không nhớ (hệ thống tĩnh) .15 1.7.2 Hệ thống tuyến tính 15 1.7.3 Hệ thống bất biến theo thời gian .15 1.7.4 Hệ thống nhân 15 1.7.5 Hệ thống ổn định .16 1.7.6 Hệ thống bất biến theo thời gian (LTI) 16 1.8 Hệ thống xử lý số tín hiệu 17 1.8.1 Bộ biến đổi tương tự số (A/D) 17 1.8.2 Bộ biến đổi số sang tương tự (D/A) 18 1.8.3 Mạch lọc trước 18 1.8.4 Mạch lọc sau 18 1.9 Định lý lấy mẫu 19 Chương Các thuật tốn xử lý tín hiệu số 20 2.1 Biến đổi Z [1] 20 2.1.1 Khái niệm biến đổi Z 20 2.1.2 Miền hôi tụ (ROC) .20 2.1.3 Cực zeros 20 2.2 Biến đổi Z ngược [1] 21 2.2.1 Định nghĩa .21 2.2.2 Định lý tích phân Cauchy 21 2.3 Các tính chất biến đổi Z [1] 21 2.3.1 Tuyến tính .21 2.3.2 Dịch thời gian 21 2.3.3 Thay đổi thang đo miền z 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.3.4 Đảo thời gian 22 2.3.5 Vi phân miền z .22 2.3.6 Nhân chập 22 2.3.7 Tương quan .22 2.3.8 Tích hai dãy 22 2.3.9 Định lý giá trị đầu 22 2.4 Tổng chập 23 2.4.1 Định nghĩa .23 2.4.2 Các tính chất tổng chập 23 2.5 Các phép tính tương quan tín hiệu rời rạc tính chất 23 2.5.1 Tương quan chéo .23 2.5.2 Tự tương quan 23 2.5.3 Các tính chất tương quan chéo tự tương quan .23 2.6 Phân tích hệ thống LTI miền Z [1,2] .24 2.6.1 Hàm truyền đạt hệ thống LTI 24 2.6.2 Hàm truyền đạt hệ thống đặc trưng phương trình sai phân tuyến tính hệ số (LCCDE) 24 2.6.3 Sự kết nối hệ thống LTI [2] 25 Chương Phân tích tín hiệu 26 3.1 Lấy mẫu tín hiệu miền thời gian miền tần số [1] 26 3.1.1 Lấy mẫu miền thời gian khơi phục tín hiệu tương tự .26 3.1.2 Lấy mẫu miền tần số khôi phục tín hiệu rời rạc theo thời gian 26 3.2 Phân tích tần số tín hiệu [1] 27 3.2.1 Tần số tín hiệu rời rạc .27 3.2.2 Phân tích tần số tín hiệu liên tục tuần theo thời gian 29 3.2.3 Phân tích tần số tín hiệu liên tục khơng tuần hồn 29 3.2.4 Phân tích tần số tín hiệu rời rạc 30 3.2.5 Phân tích tần số tín hiệu rời rạc khơng tuần hồn 31 3.3 Các tính chất biến đổi Fourier tín hiệu rời rạc theo thời gian 31 3.4 Biến đổi Fourier rời rạc (DFT) [1, 2] 31 3.4.1 Quan hệ DFT với hệ số chuỗi Fourier dãy tuần hoàn 32 3.4.2 Quan hệ DFT với phổ dãy có độ dài hữu hạn 32 3.4.3 Quan hệ DFT biến đổi Z .33 3.4.4 Các tính chất biến đổi Fourier rời rạc .34 Chương Biểu diễn phân tích hệ thống rời rạc 36 4.1 Hệ thống IRR đệ qui 36 4.1.1 Dạng trực tiếp I 36 4.1.2 Dạng trực tiếp II 37 4.1.3 Dạng chuẩn tắc 37 4.2 Hệ thống FIR không đệ qui 38 4.3 Phân tích hệ thống LTI miền tần số [1,2] 38 4.3.1 Quan hệ vào miền tần số 38 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.3.2 Hàm đáp ứng tần số 39 4.4 Hệ thống LTI mạch lọc số 40 4.4.1 Lọc thông thấp lý tưởng 40 4.4.2 Lọc thông cao lý tưởng 40 4.4.3 Lọc thông dải lý tưởng 40 4.4.4 Lọc triệt giải lý tưởng đáp ứng tần số .41 4.4.5 Lọc thông tất 41 4.4.6 Mạch lọc thực tế 41 Chương Thiết kế lọc 43 5.1 Đặt cực zeros mặt phẳng phức [1,2] 43 5.2 Thiết kế lọc FIR .43 5.2.1 Thiết kế lọc FIR pha tuyến tính dùng cửa sổ .43 PHẦN II PHÂN TÍCH BOARD DSP56307EVM, THỰC NGHIỆM VÀ ỨNG DỤNG 46 Chương Vi xử lý (core) DSP56307 [4] 47 6.1 Đặc trưng 47 6.2 Các khối chức Core DSP56300 48 6.2.1 Bộ logic thuật toán liệu (ALU) 48 6.2.2 Bộ phát địa (AGU) 49 6.2.3 Bộ điều khiển chương trình (PCU) 49 6.2.4 Bộ phát xung vòng bám pha (PLL) 50 6.2.5 Module OnCE JTAG TAP 50 6.2.6 Bộ nhớ On-chip .50 6.2.7 Bộ nhớ mở rộng off-chip .51 6.2.8 Các đường bus .51 6.3 Sơ đồ khối DSP56307 52 6.4 DMA 53 6.5 Cấu trúc .53 6.5.1 Chức GPIO .54 6.5.2 Giao diện HI08 54 6.5.3 Giao diện ESSI 55 6.5.4 Giao diện SCI 56 6.5.5 Module định thời .56 6.6 Bộ đồng xử lý lọc tăng cường (EFCOP) [4, 6] 56 6.6.1 Các ghi EFCOP .58 Thanh ghi điều khiển ALU (FACR) .61 6.7 Sơ đồ chân vi xử lý DSP56307 64 6.8 Nhóm chân tín hiệu .65 6.9 Chức chi tiết chân vi xử lý DSP56307 66 6.9.1 Nhóm nguồn 66 6.9.2 Nhóm chân nối đất 66 6.9.3 Nhóm xung nhịp (CLOCK) 67 6.9.4 Nhóm vịng bám pha .67 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6.9.5 Nhóm cổng mở rộng nhớ (Cổng A) 67 6.9.6 Điều khiển Mode ngắt 70 6.9.7 Cổng HI08 .71 Chương Cấu trúc board DSP56307EVM [3] 73 7.1 Bộ nhớ FSRAM 74 7.1.1 Liên kết nhớ FSRAM với DSP56307 74 7.2 Bộ nhớ Flash .75 7.3 Codec âm CS4218-KQ [3, 5] 75 7.3.1 Codec vào/ra tương tự .78 7.3.2 Giao diện số Codec 78 7.4 Bộ chuyển đổi lệnh .80 7.5 Các giao diện off-board 82 7.5.1 Giao diện truyền tin nối tiếp (SCI) 82 7.5.2 Cổng nối tiếp tăng cường (ESSI) 83 Cổng nối tiếp tăng cường (ESSI1) 84 7.5.3 Cổng HI08 .86 7.5.4 Điều khiển Bus mở rộng 87 Chương Ngơn ngữ lập trình phần mềm hỗ trợ [3] .89 8.1 Chương trình Asambly 89 8.2 Chương trình gỡ rối Evm30xw 92 8.2.1 Cửa sổ giao diện chương trình Evm30xw 93 8.2.2 Thanh cơng cụ 93 8.2.3 Các cửa sổ chức 97 8.2.4 Cách chạy chương trình 100 Chương Các chương trình kết thực ngiệm 102 9.1 Chương trình liên kết giao codec với DSP .102 9.2 Sử dụng lọc tăng cường EFCOP 104 Mơ hình thực nghiệm: 106 9.2.1 Thực lọc thông thấp .106 9.2.2 Sử dụng lọc tăng cường EFCOP thực lọc thông cao .109 9.2.3 Sử dụng lọc tăng cường EFCOP thực lọc thông dải 112 9.2.4 Sử dụng lọc tăng cường EFCOP thực lọc chặn dải 116 9.3 Thực lọc dùng phương pháp cửa sổ trượt Hanning .120 9.4 Thực lọc sử dụng phương pháp tích luỹ 122 9.5 Thực chương trình tạo tiếng vọng .126 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 128 Kết luận .128 Nâng cao tốc độ lấy mẫu 128 Sử dụng thuật toán bù khử ứng dụng hệ định vị vô tuyến .130 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 PHỤ LỤC A 136 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 10 Hình 11 Hình 12 Hình 13 Hình 14 Hình 15 Hình 16 Hình 17 Hình 18 Hình 19 Hình 20 Hình 21 Hình 22 Hình 23 Hình 24 Hình 25 Hình 26 Hình 27 Hình 28 Hình 29 Hình 30 Hình 31 Hình 32 Hình 33 Hình 34 Các loại tín hiệu 12 Các tín hiêụ rời rạc 13 Các hệ thống xử lý tín hiệu 14 Sơ đồ khối hệ thống xử lý số tín hiệu 17 Các thành phần biến đổi A/D 17 Sơ đồ khối lấy mẫu giữ mẫu 18 Biểu diễn z toạ độ cực 20 Sơ đồ khối hệ thống LTI mắc nối tiếp 25 Sơ đồ khối hệ thống LTI mắc song song 25 Giá trị góc tín hiệu tuần hoàn 28 Sơ đồ khối biểu diễn hệ thống IIR dạng trực tiếp I 36 Sơ đồ khối biểu diễn hệ thống IIR dạng trực tiếp II Sơ đồ khối biểu diễn hệ thống IIR dạng chuẩn tắc 38 Sơ đồ khối biểu diễn hệ thống FIR không đệ quy 38 Đáp ứng tần số mạch lọc thông thấp lý tưởng 40 Đáp ứng tần số mạch lọc thông cao lý tưởng 40 Đáp ứng tần số mạch lọc thông dải lý tưởng 41 Đáp ứng tần số mạch lọc triệt dải lý tưởng 41 Đáp ứng tần số mạch lọc thông tất lý tưởng 41 Đáp ứng tần số lọc thực tế 42 Board DSP56307EVM 46 Sơ đồ khối DSP56307 53 Sơ đồ khối EFCOP 57 Kênh truyền DMA 64 Kênh truyền DMA 64 Sơ đồ chân DSP56307 65 Sơ đồ thành phần board DSP56307EVM 73 Sơ đồ khối chức DSP56307EVM 74 Sơ đồ liên kết DSP56307 với FSRAM 74 Sơ đồ liên kết DSP56307 với nhớ Flash 75 Sơ đồ khối CODEC CS4218-KQ 76 Định dạng liệu CODEC 78 Sơ đồ codec vào/ra tương tự 78 Giao diện kết nối Codec CS4218 với DSP56307 79 37 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 35 Hình 36 Hình 37 Hình 38 Hình 39 Hình 40 Hình 41 Hình 42 Hình 43 Hình 44 Hình 45 Hình 46 Hình 47 Hình 48 Hình 49 Hình 50 Hình 51 Hình 52 Hình 53 Hình 54 Hình 55 Hình 56 Hình 57 Hình 58 Hình 59 Hình 60 Hình 61 Hình 62 Hình 63 Hình 64 Hình 65 Hình 66 Hình 67 Hình 68 Hình 69 Hình 70 Hình 71 Hình 72 Kết nối DSP với máy tính qua giao diện RS-232 81 Quá trình chương trình chạy DSP56307EVM Một chương trình nguồn viết Notepad 90 Thư mục file thủ tục 91 Sử dụng trình dịch asm56300 91 Thư mục file thủ tục file dịch 92 Chương trình Evm30xw sau cài đặt 93 Giao diện chương trình gỡ rối Evm30xw 93 Thanh công cụ (Tool bar) 93 Giao diện tab file 94 Giao diện tab view 94 Giao diện tab run 94 Giao diện tab symbol 95 Giao diện tab Breakpoint 95 Giao diện tab Config 95 Giao diện tab Window 96 Giao diện tab help 96 Giao diện đầy đủ cửa sổ 97 Giao diện cửa sổ Unassembly 97 Giao diện cửa sổ liệu 98 Giao diện cửa sổ lệnh 98 Giao diện cửa sổ ghi 99 Nạp chương trình 100 Chọn chương trình chạy 100 Chương trình nạp lên board DSP56307 101 Chạy chương trình 101 Dạng tín hiệu vào/ra Codec 103 Giao diện cửa sổ lệnh MATHLAB 104 Đặt tham số cho lọc 104 Dạng đáp ứng xung tương ứng 105 Chọn xuất hệ số lọc 105 Đặt tên cho tham số có liên quan đến chương trình Lưu file Mơ hình thực nghiệm sử dụng lọc EFCOP 106 Đáp ứng xung có dạng 107 Mơ hình thuật tốn lọc thơng thấp 107 Tín hiệu đầu vào với f = 762.929Hz 107 Tín hiệu đầu vào với f = 2.89503 KHz 108 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 73 Hình 74 Hình 75 Hình 76 Hình 77 Hình 78 Hình 79 Hình 80 Hình 81 Hình 82 Hình 83 Hình 84 Hình 85 Hình 86 Hình 87 Hình 88 Hình 89 Hình 90 Hình 91 Hình 92 Hình 93 Hình 94 Hình 95 Hình 96 Hình 97 Hình 98 Hình 99 Hình 100 Hình 101 Tín hiệu đầu vào với f = 3.22135 KHz 108 Đáp ứng tần số lọc thơng cao 109 Tần số tín hiệu f = 513.359 Hz 110 Tần số tín hiệu f = 2.90624 KHz 111 Tần số tín hiệu f = 3.07148KHz 111 Tần số tín hiệu f = 3.300049 KHz 112 Đáp ứng xung lọc thông dải 113 Thực với tần số F = 958.889 Hz 114 Thực với tần số F = = 1.19474 KHz 114 Thực với tần số F = 1.58968 KHz 115 Thực với tần số F = 3.13355 KHz 115 Thực với tần số F = 3.34873 KHz 116 Đáp ứng tần số lọc chặn dải 117 Thực với tần số f = 599.031 Hz 118 Thực với tần số f = 2.18571 KHz 118 Thực với tần số f = 2.99481 KHz 119 Thực với tần số F = 3.25145 KHz 119 Mơ hình thực nghiệm 120 Đáp ứng tần số lọc thơng thấp cửa sổ Hanning 121 Dạng tín hiệu vào/ sau qua l 122 Mô hình thực nghiệm 123 Mơ hình thuật giải 123 Đệm không gian nhớ liệu X 124 Kết thực nghiệm 124 Dạng xung tín hiệu vào (1) tín hiệu sau xử lý (2) 125 Dạng xung tín hiệu vào (1) tín hiệu sau xử lý (2) 125 Kết chương trình tạo tiếng vọng 126 Kết chương trình tạo tiếng vọng 127 Ghép nối CODEC ngồi DSP56307EVM thơng qua cổng HI08 130 Hình 102 Sơ đồ khối hệ thống định vị vơ tuyến 131 Hình 103 Sơ đồ thuật tốn bù khử 133 Hình 104 Sơ đồ đệm trễ không gian nhớ liệu X 133 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC BẢNG Nội dung Bảng Các hàm cửa sổ tiêu biểu Bảng Không gian nhớ On-chip Bảng Địa sở ghi EFCOP Bảng Các bit ghi FCNT Bảng Chức bit FCSR Bảng Chức bit FACR Bảng Chức bit FDCH Bảng Nhóm chân vi xử lý DSP56307 Bảng Chân chức nguồn cung cấp Bảng 10 Chân chức chân nối đất Bảng 11 Bảng chân xung nhịp Bảng 12 Bảng chân vịng bám pha Bảng 13 Nhóm bus địa ngồi Bảng 14 Nhóm bus liệu ngồi Bảng 15 Chân chọn chip địa bổ sung Bảng 16 Nhóm điều khiển bus ngồi Bảng 17 MODE ngắt Bảng 18 Bảng chân cổng HI08 Bảng 19 Chọn tần số mẫu khối Jum J9 Bảng 20 Chức khối jum J5 Bảng 21 Chức khối jum J4 Bảng 22 Chức Jum J8 Bảng 23 Chân RS-232 với DSP56002 Bảng 24 Kết nối khối jum J6 với cáp card chuyển đổi lệnh trực tiếp Bảng 25 Đầu nối chân giao diện SCI Bảng 26 Jum J7 Bảng 27 Đầu nối cổng nối tiếp DSP (P1) Bảng 28 Các chân ESSI Bảng 29 Chân đấu nối ESSI0 (J5) Bảng 30 Chân đấu nối ESSI1 (J4) Bảng 31 Các ghi chung cổng ESSI/GPIO Bảng 32 Các ghi ESSI Bảng 33 Các ghi GPIO Bảng 34 Chân đầu nối HI08 Bảng 35 Jump J2 Bảng 36 Chọn chế độ khởi động cho DSP56307 Trang 45 51 58 59 61 62 63 66 66 67 67 67 68 68 68 70 71 72 77 79 79 81 81 82 82 83 83 84 84 84 85 85 86 87 87 88 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 91 Mơ hình thực nghiệm Thực hiện: - Tín hiệu với tần số f = KHz - Tín hiệu nhiễu đưa vào đầu IN CODEC - Tín hiệu sau xử lý lấy đầu Out CODEC - Tần số lấy mẫu Fs = 8KHz Chương trình: - Mô tả thuật giải: Nạp mẫu vào đệm với dung lượng 256 sample (mẫu) tương ứng với T = 256 sample/ 8000 (sample/s) = 32 ms x(n) Delay 256 sample x1delay(n) Delay 256 sample Hình 92 x2delay(n) + y(n)=x(n) + x1delay(n)+ x2delay(n) Mơ hình thuật giải 123 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Memory x x(n) x(n) X: (r0) x1delay(n) y(n)=x(n) + x1delay(n)+ x2delay(n) + x2 d el ay (n ) 256 Sample X: (r1) 256 Sample Hình 93 - Đệm khơng gian nhớ liệu X Chương trình chi tiết phụ lục A Kết thực nghiệm: Hình 94 Kết thực nghiệm 124 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 95 Dạng xung tín hiệu vào (1) tín hiệu sau xử lý (2) Hình 96 Dạng xung tín hiệu vào (1) tín hiệu sau xử lý (2) Nhận xét: - Tỉ số tín hiệu tạp (S/N) tăng ~ lần - Tín hiệu lối trễ pha so với tín hiệu lối vào, DSP56307EVM xử lý 125 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 9.5 Dạng tín hiệu bị méo dạng hai sườn, tần số lấy mẫu hạn chế Thực chương trình tạo tiếng vọng Mục đích: - Tạo giá trị thứ cấp tín hiệu Thực hiện: - Tín hiệu với tần số f = KHz - Tín hiệu nhiễu đưa vào đầu IN CODEC - Tín hiệu sau xử lý lấy đầu Out CODEC - Tần số lấy mẫu Fs = 8KHz Chương trình: - Mơ tả thuật giải: Nạp mẫu vào đệm với dung lượng 256 sample (mẫu) tương ứng với T = 256 sample/ 8000 (sample/s) = 32 ms - Chương trình chi tiết phụ lục A Kết quả: Hình 97 Kết chương trình tạo tiếng vọng 126 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 98 Kết chương trình tạo tiếng vọng Nhận xét: - Tín hiệu gốc chia thành tín hiệu có biên độ nhỏ giảm dần 127 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Với nội dung kết thực nghiệm kiểm chứng đo đạc board mạch DSP56307 cho thấy: - Việc xử lý số tín hiệu mơi trường phát triển ứng dụng DSP56307EVM cho kết tốt - Tín hiệu thực xử lý với thời gian thực - Thiết kế hệ thống xử lý số tín hiệu mềm dẻo dựa chương trình phần mềm viết theo yêu cầu người sử dụng nạp nhớ board mạch - Các Module chương trình gỡ rối motorola giúp người lập trình rõ chất thuật toán áp dụng cách đọc nội dung ghi cửa sổ ghi - Mọi phép tốn số học thực môi trường - Với khả nạp chương trình tự chạy, board DSP56307EVM sử dụng vi xử lý đa lập trình cho ứng dụng hệ thống radar, định vị vô tuyến, xử lý tăng cường tín hiệu Với ưu việt kể trên, kỷ nguyên công nghệ ngày phát triển nay, ứng dụng board DSP56307 cần bổ sung để xử lý toán mạnh phạm vi thiết bị cho phép Dưới đề xuất cải tiến cho môi trường phát triển ứng dụng DSP56307EVM Nâng cao tốc độ lấy mẫu Với kết thí nghiệm xử lý tín hiệu thời gian thực với DSP56307 gặp phải khó khăn tần số lấy mẫu CODEC CS4218 tương đối thấp (từ 8KHz-48KHz) Do vấn đặt phải nâng cao tần số lấy mẫu để thực thuật toán lọc nén xung hệ định vị vơ tuyến địi hỏi phải xử lý tần số cao Một giải pháp thiết kế 128 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com biến đổi tương tự-số A/D biến đổi số-tương tự D/A bên với tốc độ cao ghép nối với DSP thay chức CODEC Tần số lấy mẫu điều chỉnh tuỳ ý tuỳ thuộc vào xung lấy mẫu từ bên đưa biến đổi A/D Tín hiệu tương tự từ bên đưa vào biến đổi A/D 12 bit AD9220, xung lấy mẫu từ máy phát bên đưa tới chân clock IC Sau xung nhịp lấy mẫu ta chuỗi liệu 12 bit 12 chân Chuỗi liệu chốt chốt liệu bit 374 để đảm bảo liệu ổn định trước đưa vào DSP Xung clock dùng để chốt liệu lấy sườn sau xung lấy mẫu độ rộng xung khoảng thời gian cần thiết để liệu ổn định Dữ liệu đưa vào DSP thông qua cổng song song HI08 hoạt động chế độ GPIO với 16 chân vào đa Dữ liệu số sau DSP xử lý xong đưa từ DSP qua cổng song song HI08 tới biến đổi D/A 12 bit AD565A để chuyển thành tín hiệu tương tự đưa ngược trở lại bên ngồi Việc sử dụng cổng song song để giao tiếp biến đổi A/D D/A với DSP làm tăng đáng kể tốc độ xử lý so với sử dụng CODEC CS4218 với tốc độ lấy mẫu Lý liệu CODEC DSP truyền bit qua cổng nối tiếp ESSI Sau sơ đồ khối 129 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 99 Ghép nối CODEC ngồi DSP56307EVM thơng qua cổng HI08 Sử dụng thuật toán bù khử ứng dụng hệ định vị vô tuyến Với kết thực nghiệm trình bày trên, người lập trình tuỳ biến tạo cho lọc với thời gian thực Và ứng dụng giải thuật mơi trường khả trình board DSP56307 130 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com F F  F F F Tree Hình 100 Sơ đồ khối hệ thống định vị vô tuyến Trong hệ định vị vơ tuyến gồm: - Khối phát tín hiệu - Annten phát thu - Khối thu tín hiệu tiền khuếch đại - Khối xử lý tín hiệu - Khối điều khiển định hướng Anten - Khối hiển thị Trong hệ thống định vị vô tuyến khối xử lý tín hiệu đóng vai trị trung tâm việc xử lý tín hiệu thực mạch điện tử vi điều khiển khả trình 131 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Với hạn chế mạch điện tử độ phức tạp thiết kế, không mềm dẻo ứng dụng hệ thống việc ứng dụng vi điều khiển khả trình DSP56307EVM giải khó khăn đó, chương trình thuật tốn ứng dụng nạp vào nhớ DSP56307 để thực chạy độc lập Với hệ thống định vị hoạt động anten phát xung thăm dò có tần số F=1/T điều chế vào khơng gian, vật di chuyển phản xạ lại tần số F  F ( theo hiệu ứng Dopler), vật khơng di chuyển (như nhà, địa hình địa vật, ) phản xạ lại với tần số T t Tín hiệu phát thăm dị T T1 T2 Tín hiệu thu Tín hiệu thu ngồi thành phần có tần số có thành phần phản xạ di chuyển có tần số khác F nhiễu Để việc định vị mục tiêu tin cậy, tín hiệu thu việc khuếch đại cần phải dùng phương pháp lọc để tăng tỉ số tín hiệu tạp S/N phương pháp lọc tích luỹ Với phương pháp lọc tích luỹ, thành phần tín hiệu tăng cường, thành phần nhiễu ngẫu nhiên tăng chậm, S/N tăng 132 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com T T2 T1 Sau thực lọc tích luỹ Với tín hiệu sau thực lọc tích luỹ, để định vị vật chuyển động thuật toán bù khử áp dụng trường hợp Dưới mơ hình thuật tốn -2 A(n) Delay T Delay T B(n) Hình 101 + C(n) Y(n) = A(n) – B(n) + C(n) Sơ đồ thuật toán bù khử Memory x A(n) A(n) X: (r0) B(n) -2 + Y(n) = A(n) – B(n) + C(n) T X: (r1) n) C( T Hình 102 Sơ đồ đệm trễ không gian nhớ liệu X Giản đồ thời gian thực thuật toán bù khử Thời gian trễ khối liệu đồng với chu kỳ xung tín hiệu phát Chọn sườn âm tín hiệu cho việc ghi liệu vào mảng nhớ 133 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Twr t Nhận xét: - Với thuật tốn trên, thành phần có tần số bị triệt tiêu, tín hiệu có tạp nhiễu biến đổi tần số liên tục xuất - Ứng dụng hệ định vị vô tuyến 134 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Quốc Trung: Xử lý tín hiệu lọc số [2] Quách Tuấn Ngọc: Xử lý tín hiệu số [3] Motorola, DSP56307EVM User’s Manual [4] Motorola, DSP56307 - 24 Bit Digital Processor User’s Manual [5] Thomas Lay, Programming the CS4218 CODEC for Use With DSP56300 Devices [6] Tina M.Redheenran, Programming the DSP56307 Enhanced Filter Coprocesser (EFCOP) 135 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHỤ LỤC A (Các chương trình nguồn thực ) 136 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thank you for evaluating AnyBizSoft PDF Merger! To remove this page, please register your program! Go to Purchase Now>> AnyBizSoft PDF Merger  Merge multiple PDF files into one  Select page range of PDF to merge  Select specific page(s) to merge  Extract page(s) from different PDF files download and merge into one AN VAN CHAT LUONG : add luanvanchat@agmail.c ... tín hiệu phương pháp số, mơ phỏng, xử lý tín hiệu thời gian thực, thiết lập hệ tích hợp tính tốn song song,… Luận văn “ Xử lý tín hiệu thời gian thực phương pháp số môi trường phát triển ứng. .. NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Hồng Hà XỬ LÝ TÍN HIỆU THỜI GIAN THỰC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ TRÊN MÔI TRƯỜNG PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG DSP56307EVM ÁP DỤNG TRONG CÁC HỆ ĐỊNH VỊ VƠ TUYẾN Ngành: Cơng nghệ... dựng DSP56307EVM, áp dụng hệ định vị vô tuyến? ??.Nội dung trình bày xoay quanh vi xử lý số tích hợp mơi trường phát triển ứng dụng khả trình thực tốn xử lý tín hiệu số thời gian thực ứng dụng hệ định