Xử lý tín hiệu thời gian thực sử dụng TMS320C6416T DSK. Đề tài mã số QT-07-18
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (12.34 MB, 34 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
*********
XỬ LÍ TÍN HIỆU THỜI GIAN THựC s ử DỤNG
TMS320C6416T DSK
(Real-time signal processes using TMS320C6416T)
MÃ SỐ: QT-07-18
CHU TRi ĐÊ TÀI :
THS. ĐÔ TRUNG KIÈN
CÁC CÁN BÔ THAM GIA:
THS. NGUYỄN ANH ĐỨC
< N. LÊ QUANG THẢO
CN. PHẠM VÃN THÀNH
•
Q U Ố C
SIA
HÀ NÓI
. j : \ c - , T Ã V TH C N G ’ IN T H Ư V Ẻ N
D 71 M
HÀ NỘI - 2007
- __________
1. Báo cáo tóm tát (tiếng Việt)
a. Tén dề tài, mã sô
Xử lý tín hiệu thời gian thực sử dụng T M S320C6416T DSK
Mã sô :
QT-07-18
b. Chủ trì đề tài
ThS. ĐỖ Trung Kiên, Khoa Vật lý, Tnrờng ĐHKHTN
c. Các cán bộ tham gia
ThS. Nguyễn Anh Đức
CN. Lẻ Quang Thảo
CN. Phạm Văn Thành
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Xây dựng hệ lọc số tín hiệu thời gian thực thực hiện trên bo mạch TMS320C6416T
e. Các kết quả đạt được
■ 01 báo cáo Hội nghị Khoa học Đại học Sư phạm 2, 2007:
Bộ lọc số radar FIR/IIR xử lí thời gian thực sử dụng bo mạch
TMS320C6416T DSK
■ 01 hệ xử lí tín hiệu thời gian thực sử dụng bo-mạch DSP TMS320C6416T
■ 01 khóa luận tốt nghiệp sinh viên khóa K48, 2007
f. Tình hình kinh phí của đề tài: Đã thanh toán hét kinh phí của đề tài
Chi phí hết kinh phí tạm ứng của đề tài là:
20.000.000VNĐ
Thuê khoán chuyên môn:
12.000.000VNĐ
Dịch vụ Internet
1.100.000VNĐ
Mua sắm vật tư, linh kiện điện tử
3.757.000VNĐ
Seminar khoa học
500.000VNĐ
Chi phí điện, nước, cơ sờ vật chất
800.000VNĐ
Quản lý phí
800.000VNĐ
KHOA QUẢN LÝ
CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI
TS. Nguyễn Thẻ Bình
ThS. Đỗ Trung Kiên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
• nó Mlậu TRƯÓNÙ
2. Summary (by English)
a. Project, code
R eal-tim e sign al p rocesses using T M S 3 2 0 C 6 4 1 6 T
Code
:
QT-07-18
b. Main responsible person
MS. Do Trung Kien, Faculty of Physics,
Hanoi University of Science (HUS), Hanoi National University
c. Incorporated members
MS. Nguyen Anh Due
BA. Le Quang Thao
BA. Pham Van Thanh
d. Purposes and contents
Design the real-time filters using the TMS320C6416T
e. Results
•
01 report of Science Conference of Hanoi Pedagogical University N"2
Radar real-time filters using board TMS320C6416T DSK
• Design 01 real-time filters system
■ 01 thesises of undergraduated student K48, 2007
3
MỤC LỤC
Mục lụ c .........................................................................................................................................4
Bảng chú giải từ quan trọng và viết tắt.....................................................................................5
Mục tiêu đề tà i.............................................................................................................................6
Các kết quả chính........................................................................................................................ 7
1. Kĩ thuật lọc số (Digital filters)......................................................................................... 7
2. Lọc FIR và I I R .................................................................................................................. 10
3. Thiết kế bộ lọc trên TMS320C6416T DSK [2 ]............................................................12
4. Kết quả thực n g h iệ m .......................................................................................................14
Kết luận ........................................................................................................................- .......... 18
Tài liệu tham khảo.....................................................................................................................19
Phụ lục......................................................................................................................................... 20
Tóm tắt các công trình NCKH cùa cá n h ân .......................................................................... 32
Scientific p ro je c t....................................................................................................................... 33
Phiếu đăng ký kết quả nghiên cứu KH-CN...........................................................................34
4
BẢNG CHÚ GIẢI Từ QUAN TRỌNG YÀ VIÊT TẮT
DSP
FIR
IIR
LPF
HPF
BPF
BSF
Digital Signal Processing - x ử lí tín hiệu số
Finite Impulse Response - Đáp tuyến xung hữu hạn
InFinite Impulse Response - Đáp tuyến xung vô hạn
Low Pass Filter - Bộ lọc thông thấp
High Pass Filter - Bộ lọc thông cao
Band Pass Filter - Bộ lọc dải thông
Band Stop Filter - Bộ lọc dải chặn
5
MỤC TIÊU ĐỂ TÀI
Kĩ thuật xử lí tín hiệu thời gian thực là một kĩ thuật thiết yếu trong mảng xử lí tín
hiệu. Có hai phương pháp để xử lí tín hiệu: xử lí tín hiệu thời gian thực (real-time
procesing hoặc per-sample processing) và xử lí tín hiệu khối (block processing). Với
xử lí khối tín hiệu thì các mẫu tín hiệu được thu thập vào một mảng lưu trữ trong hệ đo.
Khi đủ số mẫu cẩn thiết thì hệ thống phần cứng và phần mềm mới tải ra để xử lí.
Ngược lại, xử lí tín hiệu thời gian thực thì cứ thu thập được mẫu tín hiệu nào, hệ lập tức
xử lí tín hiệu đó.
Ưu điểm của xử lí tín hiệu thời gian thực là hệ sẽ có những đáp ứng gần như là tức
thời với tín hiệu, như thế rất đảm bảo yêu cầu cho các hệ đo lường và điều khiển.
Nhưng để xây dựng được các hệ real-time này, đòi hỏi các linh kiện điện tử và các
phần mềm tương ứng phải thỏa mãn được yêu cầu nhanh và chính xác.
Công việc chính của chúng tôi tập trung vàọ nghiên cứu kĩ thuật lọc real-time, thực
hiện trên bo mạch xử lí tín hiệu số chuyên ồụng TMS320C6416T cùa hãng Texas
Instrument. Tần số hoạt động của bo mạch rất cao hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu đề
ra của mục tiêu đề tài. Các kĩ thuật lọc đáp tuyến xung hữu hạn (FIR) và lọc đáp tuyến
xung vô hạn (IIR) được triển khai đa dạng có độ íin-cậy cao.
,f
Cuối cùng, tôi xin trân trọng cảm ơn Đại học Quốc gia Hà nội, Ban Giám hiệu,
Phòng Khoa học và Công nghệ, Phòng Kế hoạch tài vụ, Ban chủ nhiệm Khoa Vật lý
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã giúp đỡ và tạo điều kiện về mặt tài chính và các
thủ tục khác Irong suốt thời gian tôi làm đề tài.
Xin trân trọng cảm ơn.
6
PHIẾU ĐẢNG KÝ KẾT QUẢ NGHIÊN
c ứ u
KH-CN
Tên đề tài (hoặc dự án):
XỬ LÍ TÍN H IỆU TH ỜI GIAN T H ựC s ử DỤNG T M S320C6416T DSK
Mã số:
(Real-time signal processes using TM S320C6416T)
QT 07-18
Cơ quan chủ trì đề tài (hoặc dự án):
TRUỒNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TựNHEÊN
Địa chỉ:334 Nguyên Trãi, Thanh Xuân, Hà nội
Cơ quan quản lý đề tài (hoặc dự án):
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
Địa chỉ:144 đường Xuân Thủy, Cầu
Giấy, Hà Nội
20.000.000 đồng
Tổng kinh phí thực chi:
Trong đó: - Từ ngân sách Nhà nước
20.000.000 đổng
- Kinh phí của trường:
- Vay tín dụng:
- Vốn tự có:
- Thu hổi:
Thời gian nghiên cứu:
2007
Thời gian bắt đầu:
Thời gian kết thúc:
Tên các cán bộ phối hợp nghiên cứu:
1. ThS. Nguyễn Anh Đức
Bộ môn Vặt lý Vô tuyến, Khoa Vật lý, ĐHKHTN
2. Lê Quang Thảo
Bộ môn Vật lý Vô tuyến, Khoa Vật lý, ĐHKHTN
3. Phạm Văn Thành
Bộ môn Vật lý Vô tuyến, Khoa Vật lý, ĐHKHTN
Sô đăng ký đề tài
Sô chứng nhận đãng ký
Bảo mật:
a. Phổ biến rộng rãi: X
kết quả nghiên cứu:
b. Phổ biến hạn chế:
Ngày:
c. Bảo mật:
Tóm tắt kết quả nghiên cứu:
❖ Tìm hiểu được kĩ thuật xử lí tín hiệu số thời gian thực, cụ thể là các bộ lọc số
34
CÁC KẾT QUẢ CHÍNH
1. K ĩ THUẬT LỌC SỐ (DIGITAL FILTERS)
Tín hiệu sô' x(n) khác với tín hiệu tương tự x(t) là nó không phải là một đường
cong tín hiệu liên tục mà là tín hiệu liên tục bị lượng tử hóa lấy mẫu đều đặn theo các
thời điểm tạo thành một mảng số liệu x(n), với n là số thứ tự của mẫu được lấy.
Việc xử lí tín hiệu số đặc biệt quan trọng vì hầu hết các hệ thống xử lí đều có nhu
cầu gắn kết vói máy tính, mà máy tính như ta đã biết, thông tin và dữ liệu đều là dạng
nhị phân. Hơn thế nữa, các bo mạch xử lí sô' ngày càng trở nên phổ biến và hiệu quả.
Lọc số là một phần quan trọng trong một chuỗi các mạch xử lí tín hiệu số của các
hệ thống radar hiện đại, như bộ lọc tích cực (matched filter), bộ lọc quét trước ịprescan filter), bộ lọc trung tần (IF filter). Các bộ lọc được chia thành một số loại chính
như: lọc thông thấp (low pass filter - LPF), lọc thông cao (high pass filter - HPF), lọc
dải thông (band pass filter - BPF), lọc chặn (band stop filter - BSF) (hình 1). Bộ lọc
được sử dụng với hai mục đích chính: (1) tách ra một sô' tín hiệu hữu ích từ trong một
tín hiệu phức tạp, (2) khôi phục lại tín hiệu đã bị méo dạng do một số lí do nào đó.
Hình 1.1 Bốn dạng cơ bản của bộ lọc
Có hai cách để biểu diễn thông tin chứa trong tín hiệu: tín hiệu trong miền thời
gian (time domain) và tín hiệu trong miền tần số ựrequency domain).
Miền thời gian: Mỗi mẫu của tín hiệu cho biết cái gì đang xảy ra vào đúng thời
điểm lấy mẫu, bàn thân nó đã chứa đựng thông tin, không cần phải dùng thêm các mẫu
khác kế cận đê giải thích ý nghĩa của nó. Thậm chí, nếu ta có chỉ một mảu duy nhất, ta
cũng biết đó là cái gì. Đây là phương pháp đơn giản nhất để biểu diễn tín hiệu.
Miền tẩn số: Có rất nhiều đại lượng chúng ta do đạc có sự tuần hoàn, có chu kì và
7
tấn số. Lúc này, việc phân tích tính chất tần số cùa tín hiệu lại rất quan trọng. Lúc này
mỗi điểm mẫu túi hiệu trong miền tần sô' không tự nó chứa đựng được các thông tin về
tính tuần hoàn. Thông tin về tín hiệu chứa đựng trong mối quan hệ giữa các điểm trong
cả tín hiệu.
Lúc đó, chúng ta có khái niệm về đáp tuyến bước (step response) và đáp tuyến tần
số {frequency response). Đáp tuyến bước miêu tả tín hiệu trong miền thời gian bị biến
đổi thê nào sau khi bị bộ lọc xử lí. Tương tự, đáp tuyến tần số cho biết tín hiệu trong
miền tần sô' bị biến đổi thế nào khi qua bộ lọc xử lí. Sự phân biệt hai đáp tuyến bước và
đáp tuyến tần số này cực kì quan trọng trong thiết kế bộ lọc vì không thể làm tối ưu
được cả hai. Một kết quả tốt trong đáp tuyến bước có thể không tạo ra kết quả tốt trong
miền tần số. Vì thế, tùy theo yêu cầu ứng dụng cụ thể của bộ lọc, chúng ta sẽ thiết kế
sao cho đáp tuyến cần thiết được tốt.
Môt sô tính chất của bô loc
Xét các tham sô' bộ lọc trong miền thời gian (time domain parameters):
Các tham số bộ lọc trong miền thời gian cho biết phản ứng của tín hiệu khi qua bộ lọc
theo các mẫu đo liên tiếp trong các thời điểm cùa trục thời gian.
Thời gian chuyển (Risetime):
Để phân biệt các sự kiện có thể xảy ra trong tín hiệu thì quá trình chuyển biến giữa các
mẫu được lọc và mẫu không được lọc phải nên xảy ra trong thời gian càng ngắn càng
tốt, đảm bảo khả năng phân giải được các sự kiện có thể xảy ra trong thời gian các mẫu
chuyển đó. Tất nhiên thời gian chuyển này không thể nhanh tức thời mà càng ngắn
càng tốt vì còn bị giới hạn bởi thời gian phản ứng của các linh kiện, và thời gian giữa
các lần lấy mẫu cũng không nên quá nhanh để tránh hiệu ứng xuyên kênh (aliasing)
(hlnh 1.2a,b).
Vượt ngưỡng (Overshoot):
Sự vượt ngưỡng do bộ lọc cần được loại trừ vì bộ lọc nếu xảy ra hiện tượng đó sẽ có thể
làm méo dạng tín hiệu tại mẫu bị vượt ngưỡng. Và nếu bộ lọc bị tình trạng này, sẽ
không thể phân biệt điểm vượt ngưỡng đó là do bộ lọc gây ra hay do một điểm mẫu dị
thường của một sự kiện nào đó trong tín hiệu có (hình 1.2c,d).
Tuyến tính pha (phase linearity):
Sự tuyến tính pha được xem như sự đối xứng giữa phần trên của đáp tuyến bước với
phần dưới của đáp tuyến bước, đảm bảo việc chuyển bước là bình đẳng cho các mẫu
gần sát phía bên trái với các mẫu gần sát phía bên phải (hình 1.2e,f).
Xét các tham số bộ lọc trong miền tần số (frequency domain parameters):
Đáp tuyến trong miền tần số cho chúng ta hình ảnh rõ nét phản ứng cùa bộ lọc là cho
phép qua một số dải tần số và cấm những dải tần số còn lại. Vì thế, ở đây có 3 tham số
cần chú ý, thể hiện trong hình 1.3.
Roll-off:
8
Đe phán lath CiÍL tân
/hút fast roll-off.
so
chi) qiki va kliõnư ch.) ụiid mội cách '-hình xác, cần có tính
I'ass-band ripple:
Đe cho mọi thành phân tan só trong lĩiièn dái truyèn qua (pass-hand) được nhãn với
một hê sò như nhau, yêu càu càn khử sự gợii sỏne (ripple) ớ iniển dải thông.
Stopband attenuation:
Sự suy giám mìén chặn (stop-banđ i phái được triệt đế đế kliỏng bị nhầm lẫn với miền
truyền qua.
■POOR
: c Overshoot 1 !
! ....
L
1
r
.
~
!
'1---------- {--------fl---------11
I; 1'
- /
1I
^ II
11
11
1
1
--------- L---------- --------
1
Sample number
5.........._ - i1........ 1I' ■
e. Nonlinear phase
1
!
I1
1iI fJT
I1
i ■
5
t
-Ị-?■
.■
■-,
■
-.
-
■-
H
J____
Ỉ1
1
—
1
I
!I
i1
1---------j---------16
Sample number
H m h
1 .2
M o l
Ml tin li
.1.1 1 ! I I m i !> i;m c l u n t II
32
4*
Sample number
c h a t
ru .i
1)0 l o c
t r o n e
m i e n
tlnri
” ia n
c .d I <„)IIU n t i i K r t i i i . ■c .t'i t ) o | II \1 'I1
n h ư :
Imh
pha
' i i . h i R . i l l i i f t ; M ,d 1 ị ‘ n Ó ; | n c ỉ :
Stiip-li;i!]'l
2 I
M u!
■i ■ i h,i!: .
I ■»/ t tín
h ic i: ,|U I h. •!. '.•••• ! : i
.!«•.
IUU-M \uiii 2 u u N 'l i '’. l!c ụi-\
h
!.
,|1Ì\
li. Ill
- o : .i '
!i!
i
O ' ì'"
! '
í.lì'
-"I
!!:i:•] ư!;•"!: ‘-1
In: ỉ . li'
. ■■ ' '
1■
hiệu lối vào
Irt I ursion). Đáp
-uy aiám theo quy
J
chiều dài vô
I" f" ì- ' Response -
ỈIR). Còn bộ lọc thực hiện bằng nhân chập gọi là bộ lọc đáp tuyến xung hữu hạn
(Finite Impulse Response - FIR) [1, 3, 4],
Trong hầu hết các ứng dụng, hoạt động của bộ lọc số dựa trên mối quan hệ giữa
chuỗi tín hiệu lối vào x(n) và chuỗi tín hiệu lối ra ỵ(n) như sau [2]:
y(.n) = Ỵ j akx ( n - k ) - Ỷ Jbly ( n - j )
*=0
,=l
(1)
Trong đó, ak, bị là các hệ số của bộ lọc.
Bộ lọc FIR [1-3]
Một tín hiệu rời rạc x(n) được biểu diễn như sau:
*(«) = Ỵ jX (rn)S{n-m )
(2)
m=—ao
Trong đó, Sịn-m) là kết quả của hàm ỏ(n) bị trễ đi một khoảng bằng m. Các tín
hiệu mà chúng ta quan tâm là tuyến tính và bất biến theo thời gian, nên tính chồng
chập (superposition) và dịch bất biến (shift-invariance) được sử dụng. Vì thế, nếu lối
vào là một xung đơn vị ổ(n), lối ra là đáp tuyến xung h(n) thì với lối vào là x(m)S(n-m)
sẽ có lối ra là x(m)h(n-m). Biểu thức (2) sẽ trở thành:
y ( n ) = Ỵ^x(m)h(n - m)
Đặt k = n-m ta sẽ được>(«) = ^ h ( k ) x ( n - k ) . Biểu thức nhân chập này là cơ sớ
*=0
cho bộ lọc FIR khi ta cho một số hữu hạn các phần tử cùa tín hiệu lối vào:
(3 )
y(n) = ỵ h ( k ) x ( n - k )
*=0
Biểu thức (1) cũng dẫn đến biểu thức (3) khi cho ŨỊ. =h(k) và bj = 0
Ví dụ, xét một bộ lọc FIR 8 mắt lọc, ta có thể tạo ra một bộ lọc tần thấp:
Tín hiệu
Với
= 0 .125*Mẫu(n)
+ 0.125*M ẫu(n-2)
+ 0.125*M ẫu(n-4)
+ 0 .125*Mảu(n-6)
h[n] = [1/8, 1/8, 1/8, 1/8,
+ 0.125*M ẫu(n-l)
+ 0.125*Mẫu(n-3)
+ 0 .125*Mẵu(n-5)
+ 0.125*Mẫu(n-7)
1/8, 1/8, 1/8, 1/8]
Kết quả của bộ lọc được thực hiện trên hình 2.1
11
Hình 2.1 Bộ lọc tần thấp sử dụng kĩ thuật lọc FIR
Số các mắt lọc và các hệ số được xác định theo yêu cầu của bộ lọc. Thiết k ế bộ
lọc chính là tìm xem cần bao nhiêu mắt lọc và đáp tuyến h(n) cùa nó là gì.
Đăc điểm của FIR
- Bộ lọc FtR có pha tuyến tính (linear phase). Một tín hiệu khi đi qua bộ lọc bị trễ
một khoảng thời gian nhất định, vì thế mối quan hệ giữa thành phần tần sô' cao và
thành phần tần số thấp khi đi qua bộ lọc giữ không thay đổi.
- Bộ lọc FIR có độ ổn định cao (inherently stable). Các bộ lọc tương tự và ngay cả
bộ lọc UR có hiện tượng lắc trong đáp tuyến tần sô. Điéu này tạo ra sự khác biệt
và được sử dụng phổ biên cùa FIR.
Bộ lọc IIR [2,3]
Bộ lọc FIR có thể giảm bứt nhưng không loại trừ hoàn toan dược nhiễu tạp. Chúng
ta có thể cải thiện được tỉ số tín hiệu/tạp khi chọn các hệ sỏ bộ lọc thích hợp hơn và
tăng nhiều hơn các mắt lọc. Nhưng giải pháp này sẽ làm tâng khối lưu trữ dữ liệu và
khối lượng tính toán. Giải pháp của chúng ta ờ đây là bộ lọc IIR. Bằng cách đưa tín
hiệu lối ra phản hổi trờ về đầu vào bộ lọc, chúng ta thu được một kết quả rất khả quan.
Đãc điểm của IIR
- Khả năng lọc tốt hơn FIR do có đáp tuyên sác nét hơn.
- Mỗi bộ lọc IỈR có một đạc tuyến pha riêng nẽn thường không tuyến tính về pha
với các thành phần tần số.
- Bộ lọc HR do có vòng lặp phản hồi nên xáy ra hiên tượng lắc trong đáp tuyến tần
số.
3. THIẾT KẾ B ộ LỌC TRÊN I MS320C6416T DSK [2]
Ho vi xử lí TMS320C6000 chuyên được thiết kế cho các ứng dụng xử lí tín hiệu
số. Trong các ứng dụne này, các mầu tín hiệu được lây vào xử lí theo một dòng liên
12
tục, theo thuật ngữ kĩ thuật gọi là tín hiệu thời gian thưc (real-time). Do đó, điéu quan
trọng là lối ra phải được xử lí một cách càng nhanh càng tốt. Kỹ thuật tương ứng gọi là
xử lí tín hiệu thời gian thực (real-time processing). Hoạt động thực tế của các bộ lọc
trong báo cáo này dựa vào tổ chức bộ nhớ cùa TMS320C6416T DSK để thực hiện phép
xử lí thời gian thực.
Bảne L Tô chức bộ nhớ cho các hệ sô bộ lọc và máu tín hiệu [2]
0
h(0)
x(n)
1
h (l)
x(n-l)
2
h(2)
x(n-2)
N -l
h(N -l)
x(n-(N-l))
Bản2 2. Tò'chức bộ nhớ minh họa clio việc cập nhật dữ liệu tín hiệu /2 /
h(0)
x(n)
x(n+l)
x(n+2)
h( 1)
x (n -l)
x(n)
x(n+ l)
h(2)
x(n-2)
x (n -l)
x(n)
h(N -l)
X(n-(N-1))
x(n-(N-2))
x(n-(N-3))
Mấu chốt của các ứng dụng thời gian thực là mỗi khi một mẫu tín hiệu mới đến,
nó sẽ được cộng vào mảng mẫu dữ liêu, tương ứng mẫu cũ nhất sẽ bị đẩy đi. Thuật toán
được ủng hộ rất nhiều do cấu trúc địa chi vòng cùa họ C6000 (circular addressing
hardware).
13
4. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
4.1 Đáp tuyến tần sô của các bộ lọc LPF , H P F , B P F , B S F sử dụng bộ lọc FIR
c
Chương trình nguồn viết trên ngôn ngữ
FIR.C thực hiện bộ lọc FIR theo biểu
thức (3). Đồng thời chúng ta thiết kê các bộ lọc này trên máy tính sử dụng công cụ
SPtool của M atlab để nội suy ra các tập hệ số. Các tập hệ số này có thể dễ dàng thay
đổi trong khai báo của chương trình nguồn để có được các bộ lọc khác nhau. Đối với
bộ lọc FIR pha tuyến tính, các hệ số có tính đối xứng.
Ví dụ, chúng ta có thể quan sát thấy trong tập hệ số bpHOO.cof tạo ra bởi SPtool.
Bàns 3. Tập hệ sô của bộ lọc dâi thông rdn sô trung rám 2100Hz bp2100.cof
#defme N 89
short h[N] = {-81, -17, 53, 2 ,0 , -3, -73, 27, 156, -81, -233, 162, 287, -257, -303, 345, 275,
-399, -207, 393, 117,-304, -36, 124,0, 142,-48,-468, 208, 811,-496,-1120, 904, 1341,1403, -1428, 1944, 1354, -2462, -1115, 2892, 734, -3177, -256, 3277, -256, -3177, 734,
2892 -1115, -2462, 1354, 1944,-1428,-1403, 1341, 904, -1120, -496, 811, 208, -468,48, 142, 0, 124, -36, -304, 117, 393, -207, -399, 275, 345, -303, -257, 287,162, -233, -81,
156, 2 7 ,-7 3 ,-3 ,0 , 2, 53,-17, -81 Ị;
Xây dựng và chạy chương trình trong môi trường DSK CCStudio kết nối máy tính
với bo mạch TMS320C6416T. Để thừ hoạt động cùa bộ lọc thông tần sô trung tâm
2100Hz. ta cấp một chuỗi xung vuông các tán sỏ 1900Hz, 2100Hz, 23ƠOHz vào đường
LINE IN của bo mạch và quan sát đầu ra bộ lọc trên đường LINE OUT (hình 4.1).
(a)
(b)
(c)
Hình 4.1- Lôi vào / ra cùa bộ lọc FIR, quan sát trên dao động kí Yokogawa DL1720E.
(a) 2100Hz, (b) 1900Hz, (c) 2300Hz
Theo lí thuyết, các xung vuông là tổ hợp từ tần số cơ bàn và các thành phần họa
ba bậc lẻ. Biên độ của sóng sin trong hình 4.1 b. 4.1c nhỏ hơn biên độ cùa sóng sin
tron° hình 4 .la. Lí do là tần số cơ bán trong 4.1 b, 4 .lc là 1900Hz, 2300Hz không rơi
14
vào tần sô trung tam cua ho lọc như trong hinh 4.! a.
Đê thu được đặc tuyên tần sỏ cùa các bỏ lọc, chúng ta viết một chương trình
noise_gen.e để phát ra một tạp trăng giá ngầu nhiên. Tạp này được đua vào thành tín
hiệu lối vào cho các bộ loc. Đau ra cac bộ lọc sẽ phàn ánh ứng xử cùa bộ lọc với phổ
tần số liên tuc cùa tạp vừa tạo. Đáp tuvèn Ihu dươc chính là đáp tuyến tần số cùa các bộ
lọc (hình 4.2).
- M* ...
.......7........ ;........
.......T.......:.........
'4 . • ] - * " -
(*) Band stop at center frequency 10KHzy
BW = 2kHz
Ỉ IS p S /; -
Hình 4.2- í);ip tuvon tìm so cùa các bộ lọc FIR.
(a) IplOkH/, Ibi hpXkH/. 'C' hpl2kHz, (d) bslOkHz
thu thập
va
phau
I l l ’ll
pho
Il l'll
pli.ut
MK-m
\ irtins Sound Card Multilnstrument
Hình 4.2 chí ra rằng chúng ta có thể dễ dàng thay đổi tần sô' cắt, tần số trung tâm,
dải thông của các bộ lọc với sự giúp đỡ của SPtool để thay đổi các tập hộ số.
Cũng vẫn với chương trinh nguồn FIR.C này, chúng ta có thể dùng SPtool để thiết
kế các bộ lọc đa băng (multi-band filter) cho các ứng dụng đặc biệt (hình 4.3).
Hmh 4.3- Đặc tuyến tần sô của bộ lọc đa băng,
la! Lọc thong 2 bâng, (b) Lọc thông 3 băng
4.2 Đ áp tu vèn tail so cua các bò lọc H R
Bộ
lọcFIR được thực 1110 1 1 khi thu thập chỉ một vài mẫu tín hiệu lối vào và trung
bình lại để thành m ẫu tín hiệu lỏi ra mới. Thực chất của FIR là lấy trung bình. Tương
phản, bộ lọc IIR tniúMi Ún hteu lối ra hồi tiếp cộng vào lối vào. Kết quả của một số bộ
lọc IIR được m ỏ Lì Iren hình 4.4
16
I hui rvact
-ị"
High pass at~Ì7500H«. T
------
...... I....... I...... I....... I—-——Ị-.......Ị—
...... \
-ị—
'“ỉ.
JU
1S.0
20.0
35.0
40.0 '
....... iiH i.L .
W j"
.........
n Band stop ceriter freque ncy
BW Ị 3kHz
....
5.0
10.0
J5.0
20.0
25 .0
30 0
3S.0
4010
-
—
%
0
ầ $
•i'
r-.
4 S .t
Hình 4.4- Đác tuvéii lấn sô cùa các bộ lọc IIR
iiii Ip4200 . Ih) hp7500, (c) bpl2000, (d) bsl0500
So sánh iLi. Hì > 0 1 1 tan v> u ia cac bó lọc HR tm ne hình 4 với các đặc tuyến tần số
cùa bộ lọc /
Iỉ ■1 1 U huih 2 Lhunt: la tha\ đo sãc nét hơn trong các bộ lọc IỈR. Có
nghĩa là kha i.-iìiL-
i ’l u l l
l a v . li t à l l NÒ l II,I / / / . ’ u :l 111 'i ' / Ì R
« O C Q U Õ C G IA HÀ NÔ,
(VUÍ-iG T- V r HÕNG TIM V i ; VIÊN
-M
J
111
KẾT LUẬN
So sánh với mục tiêu đề ra của đề tài, kết quả thu được của chúng tôi đã hoàn thành
được mục tiêu đề ra.
Các kết quả gồm có:
■ 01
báo cáo Hội nghị Khoa học Đại học Sư phạm 2, 2007:
Bộ lọc số radar FIR/IIR xử lí thời gian thực sử dụng bo mạch TMS320C6416T
DSK
■ 01
hệ xử lí tín hiệu thời gian thực sử dụng bo mạch DSP TMS320C6416T
■ 01
khóa luận tốt nghiệp sinh viên khóa K48, 2007
Nhược điểm của hệ thống là ta vẫn đang thực hiện việc vào / ra bo mạch với bộ
biến đổi A/D, D/A sẵn có trong bo mạch. Hai khối này chỉ thiết kế cho các ứng dụng
audio nên tần số hoạt động còn thấp, nằm trong dải âm thanh.
Công việc tiếp tục của đề tài là thiết kế khối A/D, D/A tốc độ cao ghép nối vào
TMS320C6416T hoặc mua các module đi kèm của bo mạch này thì ta sẽ triển khai
được các ứng dụng tần số cao.
18
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. B. A. Shenoi, “Introduction to Digital Signal Processing and Filter Design", John
Wiley & Sons, Inc., 2006.
[2]. Rulph Chassaing, “Digital Signal Processing and Applications with the C6713
andC 6416 DSfC , John Wiley & Sons, Inc., 2005.
[3]. A1 Lovrich, “Implementation o f FIRJIIR Filters with the TMS32010/TMS32020",
Digital Signal Processing Solutions, Texas Instruments, 1989.
[4], “Digital Filters Using the TM S320C6000'\ Digital Signal Processing Solutions,
Texas Instruments, 1997.
19
PHỤ LỤC
1. Photocopy bài báo kèm bìa và mục lục Tạp chí công bố
01 báo cáo Hội nghị Khoa học Đại học Sư phạm 2, 2007
Đỗ Trung Kiên, Thân Thanh Anh Tuấn, Phạm Văn Thành, Bạch Gia Dương, Bộ
lọc sô' radar FIRJIIR Xử lí thời gian thực sử dụng bo mạch TM S320C64I6T
DSK, tr. 57, Hội nghị Khoa học Đại học Sư phạm 2, 2007.
2. Photocopy bìa luận văn Đại học được thực hiện theo hướng đề tài
Khóa luận Đại học:
•
Chu Tiến Dũng, K48 vạt lý, Nghiên cứu thiết k ế các bộ lọc sô cho tín
hiệu radar trên bo mạch TMS320C6416T DSK 1GHz, 2007.
Điểm khóa luận: 10
20
Trường
4. Một Số vân dể vể Đổi mãi cấu trúc nộỉ di
pháp Sách giáo khoa v ậ t 0
-' '*** ’".'V ■
"
_
.
"í'
’ 'A 'JX££
Dựa trên các quan điểm dổi mới nội dung và phưcmg p
trường phổ thông, ưên cơ sờ xác định vị trí và chức nr-" (SGK) Vật lí, tác giả nêu lẽn định hướng đổi r x
các yêu cầu vé dổi mới cấu trúc nội dungvà
hình thức trình bày minh hpạ và ngổn ogữ SGK
•>>->«•
.V|Í V
5. Hình ỉhành khái niệm lục rría ^ât titrậ
Bài tập vật lý là một trong các phương pháp dạy học jL
lý có hiệu quả ở trường phổ thông. Tuy nhiên, chức năng hìnhi
thức mới cùa nó chưa được chú ý đúng mức. Bài báo trình bày mí
về hình thành khái niệm lực ma sát tnxợt bằng giải bài tập trong đấỊ
vật lý lớp 10 THPT. Thực nghiộm sư phạm đã xác nhận: chất lượngi
tập cùa học sinh được nâng cao rõ rệt.
6. Bộ lọc Số radar FIR/IIR xử lí thôi gian thực sử dụng tìỂÊỈ
TMS320C6416TDSK
^
Đ ổ Trung Kiên, Thản Thanh Anh Tuấn, Phạm
Trường Đ H KHTN,
Bạchi
Đại học Cõng nghệ, 1
Kết quả chính cùa báo cáo trình bày về việc nghiên cứu và xâj __
các bộ lọc đáp tuyến xung chiéu dài hữu hạn FIR, các bộ lọc đáp tttỹl
xung chiều dài vô hạn ỈIR xử lí thời gian thực trong các hệ thõng xư lĩ t
57
.r.
Hộl Ị
- 2 0 0 7
-
V*
. -Tt*.. i
• r s * a '.* * .- - -
jỵ*-'
hiệi
hãng Texas Instrument Cac chương trình ma ngu
thú vị của tắ c bộ lọc này là chí cán thay đổi cáẽ tâp hệ
chương trình mã nguồn c duy nhất là ta cổ thể tạò raduợecác WỊ
khác nhau với các đặc tnmg tẩn số hoàn toàn khác bĩệt.
7. Một số kết quả nghiên cứu quá trinh tmyển sóngi
trong môi truông đât đá, bê tôngi
Nguyển Đăng Lam, Phạm \
,
Đại hoc Qui
Báo cáo trình bày những kết quả bước dầu của việc ngti
khảo sát quá trình truyền sóng siêu âm trong môi truỉmg đất, dá.ịl
Nhóm tác giả báo cáo đã đo được vận tốc truyẻn sóng siêu âm trong
môi trưcmg trên, khảo sát đánh giá được khả năng truyển qua cùa sồngsiêu âm và đánh giá khả năng thu sóng phản xạ khi sóng gặp các lớp địa
tầng khác nhau.
Các kết quả trên khẳng định khả năng dùng sóng siêu âm chụp ảnh
lớp đìa tầng gần mặt đất dưới 1 m.
-■•■y á ịs r ;
■rf
8. Influence of atom density on criticaltemperature
hỉgh-tc superconductors
:S:" W Ể Ị$ ỊẫÊ m
Nguyen T h e W Ệ Ệ ’ị‘^ Ệ 7
Hanoi Pedagogic U niversin h N Ê m lĩ* '
It will show that, the Cooper paừing may be represented b ỹ -J p
Cooper pairing potential. With the Cooper pairing, the received e n e r g p
sịXĩciriim o f electro n s is suit as other theories. The low d en sity o f atom s
58
