电子信息工程课程设计.doc

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1、电子信息工程课程设计姓名方超0908320112学院电光学院班级09042102指导老师李彧晟实验时间2012.9.4一、课程设计目的将模拟信号转变为数字信号后再进行处理，是当前信号处理普遍使用的方法，模数转换器（ADC）就是将模拟信号转换为数字信号的器件。ADC有8位，10位，12位，16位等，理论上，转换位数越多，转换精度越高，但由于受到电路噪声干扰，以及采样频率等因素的影响，实际上所获得的转换精度（转换位数）要低于理论值。所以，计算ADC的有效转换位数对系统性能的评估就显得尤为重要。本课题就是利用DSP实验装置对模拟信号进行数字化，并存储到

2、计算机中，利用matlab编程对信号进行处理，计算ADC的有效转换位数（ENOB）,通过调整信号幅度、信号频率、采样频率等参数，获得这些参数与ENOB的关系曲线，最终计算出最佳的ENOB值。二、所需仪器信号发生器、示波器、DSP实验箱、计算机、连接电缆三、课程设计内容1、接通信号发生器和示波器的电源，调整信号发生器的频率（小于5KHz），幅度（峰峰值小于2V），利用示波器测量确认后，通过连接电缆将信号发生器的输出连接到DSP实验箱的INPUT1端口。2、用USB连接电缆连接主机和DSP实验箱3、接通DSP实验箱电源，根据液晶显示屏显示的提示信息进

3、行操作。1）上电后，首先选择4（AD），按ENTER键确认2）通过数字键选择采样频率（符合那奎斯特采样定理），按ENTER键确认3）选择“1”保存，通过主机上的采集软件，可将采集的数据通过USB线上传到主机。选则“2”不保存，可通过DSP试验箱的OUT3接口，通过示波器观察波形，若系统正常，应该能够看到跟信号发生器输出一致的波形，以此来验证电路系统的正确性。4）若在3）选择“1”保存后，主机会提示安装USB驱动，正确安装驱动后，打开主机上的数据采集软件，如下图3.1所示：图3.1若USB驱动安装正确，会出现EZ-USB-SX2提示信息。5）点击“

4、start”,开始数据传输，若系统工作正常，SuccessedTransfers后会显示“5”，表明收到5个数据包，若显示信息不是5，则将DSP试验箱断电，重新开始。6）若5）正常，则主机会产生一个数据文件USB.DAT，这就是ADC采集的数据，共1024个采样点，每个采样点为12位有效数字，表示为2个字节，高8位在前（其中高4位为0），低8位在后。4、利用matlab编写程序，利用公式求出ENOB。参考公式：ENOB=（SNR-1.79）/6.02四、实验要求1）用matlab编写程序，绘制时域波形图、频谱图，计算ENOB2）通过改变信号频率、

5、幅度以及采样频率，获取这些参数与ENOB的对应关系，绘制出对应曲线图。3）设置最佳参数，求出最佳的ENOB，要求计算出的ENOB>64）通过查找资料自己设计最佳的matlab程序算法5）参考方法：对采样数据进行FFT，求出基波能量和谐波能量，计算出信噪比（SNR），利用公式求解ENOB注意：采样频率、信号频率、FFT点数之间的最佳对应关系五实验过程及数据处理分析1、实验程序如下：clc;clear;closeall;[FileName,PathName]=uigetfile('*.dat','Selectthe*.datfile');f=full

6、file(PathName,filesep,FileName);fid=fopen(f,'r');data=fscanf(fid,'%x');fclose(fid);data=data(1:2:end)*256+data(2:2:end);N=1024;datsgn=data;plot(datsgn);datfft=fft(datsgn(1:N));nordat=abs(datfft)/max(abs(datfft));figure;plot(20*log10(abs(nordat)));datfft(1)=0;[maxval,pos]=max(

7、abs(datfft(1:N)));datfft_hf=nordat(1:N/2);sig_rms=(norm(datfft_hf(pos-5:pos+5)));nos_rms=sqrt((sum(datfft_hf(2:N/2).^2)-sig_rms.^2));SNR=20*log10(sig_rms/nos_rms);ENOB=(SNR-1.79)/6.02;2、为避免频谱泄漏，根据公式n*F/1024=f(其中F为采样频率，f为信号频率)，选取若干F值和Vpp值，在相同F值和Vpp值下取不同的n得到不同的f，从而ENOB也不同。当F=3K

8、Hz，Vpp=1V时n3035404550信号频率f(Hz)87.89102.54117.19131.84146.48SNR35.833