Mục đích:
- Thực hiện tăng tỉ số S/N Mơ hình thực nghiệm:
Hình 91. Mơ hình thực nghiệm Thực hiện:
- Tín hiệu với tần số f = 1 KHz
- Tín hiệu nhiễu đưa vào đầu IN của CODEC.
- Tín hiệu sau khi xử lý được lấy ở đầu Out của CODEC - Tần số lấy mẫu Fs = 8KHz
Chương trình:
- Mơ tả thuật giải: Nạp các mẫu vào bộ đệm với dung lượng 256 sample (mẫu) tương ứng với T = 256 sample/ 8000 (sample/s) = 32 ms.
Delay 256 sample
y(n)=x(n) + x1delay(n)+ x2delay(n) Delay
256 sample +
x1delay(n) x2delay(n)
x(n)
x(n) Memory x 256 Sample x(n) + X: (r0) X: (r1) 256 Sample x1delay(n) x2de lay(n)
y(n)=x(n) + x1delay(n)+ x2delay(n)
Hình 93. Đệm trên khơng gian nhớ dữ liệu X - Chương trình chi tiết ở phụ lục A
Kết quả thực nghiệm:
1
2
Hình 95. Dạng xung tín hiệu vào (1) tín hiệu sau xử lý (2)
1
2
Hình 96. Dạng xung tín hiệu vào (1) tín hiệu sau xử lý (2) Nhận xét:
- Tỉ số tín hiệu trên tạp (S/N) tăng ~ 3 lần.
- Dạng tín hiệu bị méo dạng ở hai sườn, do tần số lấy mẫu hạn chế. 9.5 Thực hiện chương trình tạo tiếng vọng
Mục đích:
- Tạo giá trị thứ cấp của tín hiệu. Thực hiện:
- Tín hiệu với tần số f = 1 KHz
- Tín hiệu nhiễu đưa vào đầu IN của CODEC.
- Tín hiệu sau khi xử lý được lấy ở đầu Out của CODEC - Tần số lấy mẫu Fs = 8KHz
Chương trình:
- Mơ tả thuật giải: Nạp các mẫu vào bộ đệm với dung lượng 256 sample (mẫu) tương ứng với T = 256 sample/ 8000 (sample/s) = 32 ms.
- Chương trình chi tiết ở phụ lục A Kết quả:
Hình 98. Kết quả chương trình tạo tiếng vọng Nhận xét:
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
1. Kết luận
Với nội dung và kết quả thực nghiệm được kiểm chứng và đo đạc trên board mạch DSP56307 cho thấy:
- Việc xử lý số tín hiệu trên mơi trường phát triển ứng dụng DSP56307EVM cho kết quả tốt.
- Tín hiệu được thực hiện và xử lý với thời gian thực.
- Thiết kế các hệ thống xử lý số tín hiệu mềm dẻo dựa trên chương trình phần mềm được viết theo yêu cầu của người sử dụng và nạp bộ nhớ của board mạch.
- Các Module và các chương trình gỡ rối của motorola giúp người lập trình rõ hơn về bản chất của các thuật toán khi áp dụng bằng cách đọc nội dung các thanh ghi trên cửa sổ thanh ghi.
- Mọi phép tốn số học đều có thể thực hiện được trên mơi trường này.
- Với khả năng nạp chương trình và tự chạy, board DSP56307EVM được sử dụng như một bộ vi xử lý đa năng có thể lập trình cho các ứng dụng trong các hệ thống radar, định vị vơ tuyến, xử lý tăng cường tín hiệu ...
Với những ưu việt kể trên, trong kỷ nguyên của công nghệ ngày càng phát triển như hiện nay, những ứng dụng của board DSP56307 cần được bổ sung để xử lý các bài toán mạnh hơn trên phạm vi thiết bị cho phép. Dưới đây là những đề xuất cải tiến cho môi trường phát triển ứng dụng DSP56307EVM.
2. Nâng cao tốc độ lấy mẫu
Với những kết quả thí nghiệm trên xử lý tín hiệu thời gian thực với DSP56307 gặp phải khó khăn là tần số lấy mẫu của CODEC CS4218 tương đối thấp (từ 8KHz-48KHz). Do đó vấn đặt ra là phải nâng cao tần số lấy mẫu để có thể thực hiện các thuật tốn lọc và nén xung trong các hệ định vị vô tuyến ở đó địi hỏi phải xử lý tần số cao. Một giải pháp là thiết kế các bộ
biến đổi tương tự-số A/D và bộ biến đổi số-tương tự D/A bên ngoài với tốc độ cao ghép nối với DSP thay thế chức năng của CODEC.
Tần số lấy mẫu được điều chỉnh tuỳ ý tuỳ thuộc vào xung lấy mẫu từ bên ngoài đưa và bộ biến đổi A/D.
Tín hiệu tương tự từ bên ngoài được đưa vào bộ biến đổi A/D 12 bit AD9220, xung lấy mẫu từ máy phát bên ngoài được đưa tới chân clock của IC. Sau mỗi xung nhịp lấy mẫu ta được chuỗi dữ liệu 12 bit ở 12 chân ra. Chuỗi dữ liệu này được chốt bởi 2 bộ chốt dữ liệu 8 bit là 374 để đảm bảo dữ liệu ổn định trước khi đưa vào DSP. Xung clock dùng để chốt dữ liệu được lấy tại sườn sau của xung lấy mẫu do vậy độ rộng xung chính là khoảng thời gian cần thiết để dữ liệu ổn định. Dữ liệu được đưa vào DSP thông qua cổng song song HI08 hoạt động trong chế độ GPIO với 16 chân vào ra đa năng. Dữ liệu số sau khi DSP xử lý xong được đưa từ DSP qua cổng song song HI08 tới bộ biến đổi D/A 12 bit AD565A để chuyển thành tín hiệu tương tự đưa ngược trở lại bên ngoài. Việc sử dụng cổng song song để giao tiếp giữa các bộ biến đổi A/D và D/A ngoài với DSP cũng đã làm tăng đáng kể tốc độ xử lý so với khi sử dụng CODEC CS4218 với cùng tốc độ lấy mẫu. Lý do là bởi vì dữ liệu giữa CODEC và DSP được truyền từng bit qua các cổng nối tiếp ESSI. Sau đây là sơ đồ khối.
Hình 99. Ghép nối CODEC ngồi và DSP56307EVM thơng qua cổng HI08 3. Sử dụng thuật toán bù khử và ứng dụng trong hệ định vị vô tuyến. Với các kết quả thực nghiệm được trình bày ở trên, người lập trình có thể tuỳ biến tạo cho mình một bộ lọc bất kỳ với thời gian thực. Và ứng dụng giải thuật trên môi trường khả trình của board DSP56307.
Tree F F F F F
Hình 100. Sơ đồ khối hệ thống định vị vô tuyến Trong hệ định vị vơ tuyến gồm:
- Khối phát tín hiệu. - Annten phát và thu
- Khối thu tín hiệu và tiền khuếch đại - Khối xử lý tín hiệu.
- Khối điều khiển định hướng Anten - Khối hiển thị
Trong hệ thống định vị vơ tuyến khối xử lý tín hiệu đóng vai trị trung tâm. việc xử lý tín hiệu có thể được thực hiện bằng các mạch điện tử hoặc bằng các vi điều
Với những hạn chế của mạch điện tử như độ phức tạp trong thiết kế, không mềm dẻo đối với những ứng dụng của hệ thống thì việc ứng dụng vi điều khiển khả trình như DSP56307EVM đã giải quyết được những khó khăn đó, các chương trình thuật tốn ứng dụng có thể được nạp vào bộ nhớ của DSP56307 để thực hiện chạy độc lập.
Với hệ thống định vị khi hoạt động anten phát một xung thăm dị có tần số F=1/T được điều chế vào không gian, những vật di chuyển sẽ phản xạ lại một tần số
F
F ( theo hiệu ứng Dopler), những vật khơng di chuyển (như nhà, địa hình địa vật, cây ) sẽ phản xạ lại với cùng tần số.
T t Tín hiệu phát thăm dị T T2 T1 Tín hiệu thu về
Tín hiệu thu về ngồi thành phần có cùng tần số có những thành phần phản xạ di chuyển có tần số khác F và nhiễu.
Để việc định vị mục tiêu được tin cậy, tín hiệu thu về ngoài việc khuếch đại cần phải dùng một phương pháp lọc nào đó để tăng tỉ số tín hiệu trên tạp S/N như phương pháp lọc tích luỹ.
Với phương pháp lọc tích luỹ, những thành phần tín hiệu được tăng cường, thành phần nhiễu ngẫu nhiên tăng nhưng chậm, do vậy S/N tăng.
T
T2 T1
Sau khi thực hiện lọc tích luỹ
Với tín hiệu sau khi thực hiện lọc tích luỹ, để định vị các vật chuyển động thuật toán bù khử được áp dụng trong trường hợp này.
Dưới đây là mơ hình thuật tốn.
Delay T Y(n) = A(n) – 2 B(n) + C(n) Delay T + B(n) C(n) A(n) - 2
Hình 101. Sơ đồ thuật toán bù khử
A(n) Memory x T A(n) + X: (r0) X: (r1) T B(n) C(n) - 2 Y(n) = A(n) – 2 B(n) + C(n)
Hình 102. Sơ đồ bộ đệm trễ trên không gian nhớ dữ liệu X Giản đồ thời gian thực hiện thuật toán bù khử trên.
Thời gian trễ của mỗi khối dữ liệu được đồng bộ với chu kỳ của xung tín hiệu phát. Chọn sườn âm của tín hiệu cho việc ghi dữ liệu vào mảng nhớ.
t Twr
Nhận xét:
- Với thuật toán trên, những thành phần có cùng tần số sẽ bị triệt tiêu, những tín hiệu có tạp nhiễu hoặc biến đổi tần số liên tục sẽ xuất hiện. - Ứng dụng trong hệ định vị vô tuyến.
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Quốc Trung: Xử lý tín hiệu và 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).
PHỤ LỤC A
PDF Merger
Thank you for evaluating AnyBizSoft PDF Merger! To remove this page, please
register your program!
Go to Purchase Now>>
Merge multiple PDF files into one
Select page range of PDF to merge
Select specific page(s) to merge