正弦波信号发生器课程设计

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1、 DSPDSP 原理及应用原理及应用 课程设计报告书课程设计报告书 课题名称课题名称 正弦波信号发生器正弦波信号发生器 姓姓 名名 学学 号号 院院、系系、部部 信息工程信息工程 专专 业业 正弦波信号发生器课程设计 一、 课程设计基础 数字信号处理(Digital Signal Processing，简称 DSP)是一门涉及许多学科 而又广泛应用于许多领域的新兴学科。数字信号处理是利用计算机或专用 处理设备，以数字的形式对信号进行分析、采集、合成、变换、滤波、估 算、压缩、识别等加工处理，以便提取有用的信息并进行有效的传输与应 用。数字信号处理是以众多学科为理论基础,它所涉及的范围极其广泛。

2、如 数学领域中的微积分、概率统计、随机过程、数字分析等都是数字信号处 理的基础工具。它与网络理论、信号与系统、控制理论、通信理论、故障 诊断等密切相关。 一个典型的 DSP 系统应包括抗混叠滤波器、数据采集 A/D 转换器、数字 信号处理器 DSP、D/A 转换器和低通滤波器等组成。 DSP 信号处理过程： 将输入信号x(t)进行抗混叠滤波， 滤掉高于折叠频率的分量， 以防止信号频谱 的混叠； 经采样和 A/D 转换器，将滤波后的信号转换为数字信号 x(n)； 数字信号处理器对 x(n)进行处理，得数字信号 y(n)； 经 D/A 转换器，将 y(n)转换成模拟信号； 经低通滤波器，滤除高频分

3、量，得到平滑的模拟信号 y(t)。 二、 课程设计目的 1、了解 DSP 对数据的处理能力 x(t) 抗混叠抗混叠 滤波器滤波器 A/D 转换器转换器 x(n) y(n) y(t) 数字信号数字信号 处理器处理器 D/A 转换器转换器 低通低通 滤波器滤波器 2、利用 DSP 实现正弦信号发生器 三、 课程设计总体方案 1. 总体方案设计 基于 DSP 的特点，本设计采用 TMS320C54X 系列的 DSP 作为正弦信号发生 器的核心控制芯片。 用泰勒级数展开法实现正弦波信号。 设置波形时域观察窗口，得到其滤波前后波形变化图； 设置频域观察窗口，得到其滤波前后频谱变化图。 2. 正弦波信号发

4、生器 正弦波信号发生器已被广泛地应用于通信、仪器仪表和工业控制等领域的信 号处理系统中。 通常有两种方法可以产生正弦波，分别为查表法和泰勒级数展开法。 查表法是通过查表的方式来实现正弦波，主要用于对精度要求不很高的场合。 泰勒级数展开法是根据泰勒展开式进行计算来实现正弦信号， 它能精确地计算出 一个角度的正弦和余弦值，且只需要较小的存储空间。 本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。 产生正弦波的算法正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式： 取泰勒级数的前 5 项，得近似计算式： !9!7!5!3 )sin( 9753 xxxx xx !8!6!4!2 1)cos( 8642 xxxx x )( 98 1 76 1 54 1 32 1 !9!7!5!3 )sin( 2222 9753 xxxx x xxxx xx 递推公式： sin(nx