抽样z变换频率抽样理论:我们将先阐明:(1)z变换与DFT的关系(抽样z变换),在此基础上引出抽样z变换的概念,并进一步深入讨论频域抽样不失真条件。(2)频域抽样理论(频域抽样不失真条件)(3)频域内插公式一、z变换与DFT关系(1)引入连续傅里叶变换引出离散傅里叶变换定义式。离散傅里叶变换看作是序列的傅里叶变换在 频 域 再 抽 样 后 的 变 换 对.在Z变换与L变换中,又可了解到序列的傅里叶 变换就是单位圆上的Z 变 换.所以对序列的傅里叶变换进行频域抽样时, 自 然可以看作是对单位圆上的 Z变换进行抽样. (2)推导Z 变 换 的 定 义 式 (正 变 换) 重 写 如 下: 取z=ejw 代 入 定 义 式, 得 到 单 位 圆 上 Z 变 换 为w是 单 位 圆 上 各 点 的 数 字 角 频 率.再 进 行 抽 样-- N 等 分.这 样w=2kπ/N, 即w值为0,2π/N,4π/N,6π/N…, 考虑到x(n)是N点有限长序列, 因而n只需0~N-1即可。将w=2kπ/N代入并改变上下限, 得 则这正是离散傅里叶变换 (DFT)正变换定义式.
上传时间: 2014-12-28
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离散傅里叶变换,(DFT)Direct Fouriet Transformer(PPT课件) 一、序列分类对一个序列长度未加以任何限制,则一个序列可分为: 无限长序列:n=-∞~∞或n=0~∞或n=-∞~ 0 有限长序列:0≤n≤N-1有限长序列在数字信号处理是很重要的一种序列。由于计算机容量的限制,只能对过程进行逐段分析。二、DFT引入由于有限长序列,引入DFT(离散付里叶变换)。DFT它是反映了“有限长”这一特点的一种有用工具。DFT变换除了作为有限长序列的一种付里叶表示,在理论上重要之外,而且由于存在着计算机DFT的有效快速算法--FFT,因而使离散付里叶变换(DFT)得以实现,它使DFT在各种数字信号处理的算法中起着核心的作用。三、本章主要讨论离散付里叶变换的推导离散付里叶变换的有关性质离散付里叶变换逼近连续时间信号的问题第二节付里叶变换的几种形式傅 里 叶 变 换 : 建 立 以 时 间 t 为 自 变 量 的 “ 信 号 ” 与 以 频 率 f为 自 变 量 的 “ 频 率 函 数 ”(频谱) 之 间 的 某 种 变 换 关 系 . 所 以 “ 时 间 ” 或 “ 频 率 ” 取 连 续 还 是 离 散 值 , 就 形 成 各 种 不 同 形 式 的 傅 里 叶 变 换 对 。, 在 深 入 讨 论 离 散 傅 里 叶 变 换 D F T 之 前 , 先 概 述 四种 不 同 形式 的 傅 里 叶 变 换 对 . 一、四种不同傅里叶变换对傅 里 叶 级 数(FS):连 续 时 间 , 离 散 频 率 的 傅 里 叶 变 换 。连 续 傅 里 叶 变 换(FT):连 续 时 间 , 连 续 频 率 的 傅 里 叶 变 换 。序 列 的 傅 里 叶 变 换(DTFT):离 散 时 间 , 连 续 频 率 的 傅 里 叶 变 换.离 散 傅 里 叶 变 换(DFT):离 散 时 间 , 离 散 频 率 的 傅 里 叶 变 换1.傅 里 叶 级 数(FS)周期连续时间信号 非周期离散频谱密度函数。 周期为Tp的周期性连续时间函数 x(t) 可展成傅里叶级数X(jkΩ0) ,是离散非周期性频谱 , 表 示为:例子通过以下 变 换 对 可 以 看 出 时 域 的 连 续 函 数 造 成 频 域 是 非 周 期 的 频 谱 函 数 , 而 频 域 的 离 散 频 谱 就 与 时 域 的 周 期 时 间 函 数 对 应 . (频域采样,时域周期延 拓)2.连 续 傅 里 叶 变 换(FT)非周期连续时间信号通过连续付里叶变换(FT)得到非周期连续频谱密度函数。
上传时间: 2013-11-19
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单片机音乐中音调和节拍的确定方法:调号-音乐上指用以确定乐曲主音高度的符号。很明显一个八度就有12个半音。A、B、C、D、E、F、G。经过声学家的研究,全世界都用这些字母来表示固定的音高。比如,A这个音,标准的音高为每秒钟振动440周。 升C调:1=#C,也就是降D调:1=BD;277(频率)升D调:1=#D,也就是降E调:1=BE;311升F调:1=#F,也就是降G调:1=BG;369升G调:1=#G,也就是降A调:1=BA;415升A调:1=#A,也就是降B调:1=BB。466,C 262 #C277 D 294 #D(bE)311 E 330 F 349 #F369 G 392 #G415A 440. #A466 B 494 所谓1=A,就是说,这首歌曲的“导”要唱得同A一样高,人们也把这首歌曲叫做A调歌曲,或叫“唱A调”。1=C,就是说,这首歌曲的“导”要唱得同C一样高,或者说“这歌曲唱C调”。同样是“导”,不同的调唱起来的高低是不一样的。各调的对应的标准频率为: 单片机演奏音乐时音调和节拍的确定方法 经常看到一些刚学单片机的朋友对单片机演奏音乐比较有兴趣,本人也曾是这样。在此,本人将就这方面的知识做一些简介,但愿能对单片机演奏音乐比较有兴趣而又不知其解的朋友能有所启迪。 一般说来,单片机演奏音乐基本都是单音频率,它不包含相应幅度的谐波频率,也就是说不能象电子琴那样能奏出多种音色的声音。因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可,也就是“音调”和“节拍”。音调表示一个音符唱多高的频率,节拍表示一个音符唱多长的时间。 在音乐中所谓“音调”,其实就是我们常说的“音高”。在音乐中常把中央C上方的A音定为标准音高,其频率f=440Hz。当两个声音信号的频率相差一倍时,也即f2=2f1时,则称f2比f1高一个倍频程, 在音乐中1(do)与 ,2(来)与 ……正好相差一个倍频程,在音乐学中称它相差一个八度音。在一个八度音内,有12个半音。以1—i八音区为例, 12个半音是:1—#1、#1—2、2—#2、#2—3、3—4、4—#4,#4—5、5一#5、#5—6、6—#6、#6—7、7—i。这12个音阶的分度基本上是以对数关系来划分的。如果我们只要知道了这十二个音符的音高,也就是其基本音调的频率,我们就可根据倍频程的关系得到其他音符基本音调的频率。 知道了一个音符的频率后,怎样让单片机发出相应频率的声音呢?一般说来,常采用的方法就是通过单片机的定时器定时中断,将单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反,或者说来回清零,置位,从而让蜂鸣器发出声音,为了让单片机发出不同频率的声音,我们只需将定时器予置不同的定时值就可实现。那么怎样确定一个频率所对应的定时器的定时值呢?以标准音高A为例: A的频率f = 440 Hz,其对应的周期为:T = 1/ f = 1/440 =2272μs 由上图可知,单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反的时间应为:t = T/2 = 2272/2 = 1136μs这个时间t也就是单片机上定时器应有的中断触发时间。一般情况下,单片机奏乐时,其定时器为工作方式1,它以振荡器的十二分频信号为计数脉冲。设振荡器频率为f0,则定时器的予置初值由下式来确定: t = 12 *(TALL – THL)/ f0 式中TALL = 216 = 65536,THL为定时器待确定的计数初值。因此定时器的高低计数器的初值为: TH = THL / 256 = ( TALL – t* f0/12) / 256 TL = THL % 256 = ( TALL – t* f0/12) %256 将t=1136μs代入上面两式(注意:计算时应将时间和频率的单位换算一致),即可求出标准音高A在单片机晶振频率f0=12Mhz,定时器在工作方式1下的定时器高低计数器的予置初值为 : TH440Hz = (65536 – 1136 * 12/12) /256 = FBH TL440Hz = (65536 – 1136 * 12/12)%256 = 90H根据上面的求解方法,我们就可求出其他音调相应的计数器的予置初值。 音符的节拍我们可以举例来说明。在一张乐谱中,我们经常会看到这样的表达式,如1=C 、1=G …… 等等,这里1=C,1=G表示乐谱的曲调,和我们前面所谈的音调有很大的关联, 、 就是用来表示节拍的。以 为例加以说明,它表示乐谱中以四分音符为节拍,每一小结有三拍。比如: 其中1 、2 为一拍,3、4、5为一拍,6为一拍共三拍。1 、2的时长为四分音符的一半,即为八分音符长,3、4的时长为八分音符的一半,即为十六分音符长,5的时长为四分音符的一半,即为八分音符长,6的时长为四分音符长。那么一拍到底该唱多长呢?一般说来,如果乐曲没有特殊说明,一拍的时长大约为400—500ms 。我们以一拍的时长为400ms为例,则当以四分音符为节拍时,四分音符的时长就为400ms,八分音符的时长就为200ms,十六分音符的时长就为100ms。可见,在单片机上控制一个音符唱多长可采用循环延时的方法来实现。首先,我们确定一个基本时长的延时程序,比如说以十六分音符的时长为基本延时时间,那么,对于一个音符,如果它为十六分音符,则只需调用一次延时程序,如果它为八分音符,则只需调用二次延时程序,如果它为四分音符,则只需调用四次延时程序,依次类推。通过上面关于一个音符音调和节拍的确定方法,我们就可以在单片机上实现演奏音乐了。具体的实现方法为:将乐谱中的每个音符的音调及节拍变换成相应的音调参数和节拍参数,将他们做成数据表格,存放在存储器中,通过程序取出一个音符的相关参数,播放该音符,该音符唱完后,接着取出下一个音符的相关参数……,如此直到播放完毕最后一个音符,根据需要也可循环不停地播放整个乐曲。另外,对于乐曲中的休止符,一般将其音调参数设为FFH,FFH,其节拍参数与其他音符的节拍参数确定方法一致,乐曲结束用节拍参数为00H来表示。下面给出部分音符(三个八度音)的频率以及以单片机晶振频率f0=12Mhz,定时器在工作方式1下的定时器高低计数器的予置初值 : C调音符 频率Hz 262 277 293 311 329 349 370 392 415 440 466 494TH/TL F88B F8F2 F95B F9B7 FA14 FA66 FAB9 FB03 FB4A FB8F FBCF FC0BC调音符 1 1# 2 2# 3 4 4# 5 5# 6 6# 7频率Hz 523 553 586 621 658 697 739 783 830 879 931 987TH/TL FC43 FC78 FCAB FCDB FD08 FD33 FD5B FD81 FDA5 FDC7 FDE7 FE05C调音符 频率Hz 1045 1106 1171 1241 1316 1393 1476 1563 1658 1755 1860 1971TH/TL FB21 FE3C FE55 FE6D FE84 FE99 FEAD FEC0 FE02 FEE3 FEF3 FF02
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Σ-ΔA/D技术具有高分辨率、高线性度和低成本的特点。本文基于TI公司的MSP430F1121单片机,介绍了采用内置比较器和外围电路构成类似于Σ-△的高精度A/D实现方案,适合用于对温度、压力和电压等缓慢变化信号的采集应用。 在各种A/D转换器中,最常用是逐次逼近法(SAR)A/D,该类器件具有转换时间固定且快速的特点,但难以显著提高分辨率;积分型A/D 有较强的抗干扰能力,但转换时间较长;过采样Σ-ΔA/D由于其高分辨率,高线性度及低成本的特点,正得到越来越多的应用。根据这些特点,本文以TI公司的MSP430F1121单片机实现了一种类似于Σ-ΔA/D技术的高精度转换器方案。 MSP430F1121是16位RISC结构的FLASH型单片机,该芯片有14个双向I/O口并兼有中断功能,一个16位定时器兼有计数和定时功能。I/O口输出高电平时电压接近Vcc,低电平时接近Vss,因此,一个I/O口可以看作一位DAC,具有PWM功能。 该芯片具有一个内置模拟电压比较器,只须外接一只电阻和电容即可构成一个类似于Σ-Δ技术的高精度单斜率A/D。一般而言,比较器在使用过程中会受到两种因素的影响,一种是比较器输入端的偏置电压的积累;另一种是两个输入端电压接近到一程度时,输出端会产生振荡。 MSP430F1121单片机在比较器两输入端对应的单片机端口与片外输入信号的连接线路保持不变的情况下,可通过软件将比较器两输入端与对应的单片机端口的连接线路交换,并同时将比较器的输出极性变换,这样抵消了比较器的输入端累积的偏置电压。通过在内部将输出连接到低通滤波器后,即使在比较器输入端两比较电压非常接近,经过滤波后也不会出现输出端的振荡现象,从而消除了输出端震荡的问题。利用内置比较器实现高精度A/D图1是一个可直接使用的A/D转换方案,该方案是一个高精度的积分型A/D转换器。其基本原理是用单一的I/O端口,执行1位的数模转换,以比较器的输出作反馈,来维持Vout与Vin相等。图1:利用MSP430F1121实现的实用A/D转换器电路方案。
上传时间: 2013-11-10
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计算机部件要具有通用性,适应不同系统与不同用户的需求,设计必须模块化。计算机部件产品(模块)供应出现多元化。模块之间的联接关系要标准化,使模块具有通用性。模块设计必须基于一种大多数厂商认可的模块联接关系,即一种总线标准。总线的标准总线是一类信号线的集合是模块间传输信息的公共通道,通过它,计算机各部件间可进行各种数据和命令的传送。为使不同供应商的产品间能够互换,给用户更多的选择,总线的技术规范要标准化。总线的标准制定要经周密考虑,要有严格的规定。总线标准(技术规范)包括以下几部分:机械结构规范:模块尺寸、总线插头、总线接插件以及按装尺寸均有统一规定。功能规范:总线每条信号线(引脚的名称)、功能以及工作过程要有统一规定。电气规范:总线每条信号线的有效电平、动态转换时间、负载能力等。总线的发展情况S-100总线:产生于1975年,第一个标准化总线,为微计算机技术发展起到了推动作用。IBM-PC个人计算机采用总线结构(Industry Standard Architecture, ISA)并成为工业化的标准。先后出现8位ISA总线、16位ISA总线以及后来兼容厂商推出的EISA(Extended ISA)32位ISA总线。为了适应微处理器性能的提高及I/O模块更高吞吐率的要求,出现了VL-Bus(VESA Local Bus)和PCI(Peripheral Component Interconnect,PCI)总线。适合小型化要求的PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)总线,用于笔记本计算机的功能扩展。总线的指标计算机主机性能迅速提高,各功能模块性能也要相应提高,这对总线性能提出更高的要求。总线主要技术指标有几方面:总线宽度:一次操作可以传输的数据位数,如S100为8位,ISA为16位,EISA为32位,PCI-2可达64位。总线宽度不会超过微处理器外部数据总线的宽度。总数工作频率:总线信号中有一个CLK时钟,CLK越高每秒钟传输的数据量越大。ISA、EISA为8MHz,PCI为33.3MHz, PCI-2可达达66.6MHz。单个数据传输周期:不同的传输方式,每个数据传输所用CLK周期数不同。ISA要2个,PCI用1个CLK周期。这决定总线最高数据传输率。5. 总线的分类与层次系统总线:是微处理器芯片对外引线信号的延伸或映射,是微处理器与片外存储器及I/0接口传输信息的通路。系统总线信号按功能可分为三类:地址总线(Where):指出数据的来源与去向。地址总线的位数决定了存储空间的大小。系统总线:数据总线(What)提供模块间传输数据的路径,数据总线的位数决定微处理器结构的复杂度及总体性能。控制总线(When):提供系统操作所必需的控制信号,对操作过程进行控制与定时。扩充总线:亦称设备总线,用于系统I/O扩充。与系统总线工作频率不同,经接口电路对系统总统信号缓冲、变换、隔离,进行不同层次的操作(ISA、EISA、MCA)局部总线:扩充总线不能满足高性能设备(图形、视频、网络)接口的要求,在系统总线与扩充总线之间插入一层总线。由于它经桥接器与系统总线直接相连,因此称之为局部总线(PCI)。
上传时间: 2013-11-09
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双线性变换的频率对应关系双线性变换法虽然避免了“频率混叠效应”,但出现了模拟频率与数字频率为一种非线性的关系情形。即:可见:模拟滤波器与数字滤波器的响应在对应的频率关系上发生了“畸变”,也造成了相位的非线性变化,这是双线性变换法的主要缺点。具体而言,在上刻度为均匀的频率点映射到上时变成了非均匀的点,而且随频率增加越来越密。 双线性变换法除了不能用于线性相位滤波器设计外,仍然是应用最为广泛的设计IIR数字滤波器的方法。
上传时间: 2013-10-12
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研究了一种采用FPGA将高清数字电视信号转换为标清数字电视信号的方法,利用重采样等技术降低了图像中每行的有效像素和垂直行,完成了HD-SDI到SD-SDI的下变换。设计实现简单,目前已运用于实际工程当中。
上传时间: 2014-11-29
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提出了一种基于FPGA的多级小波逆变换的高速、实时的硬件解决方案。仿真验证表明本方案能够满足连续输入的数据进行实时处理的要求,并且所设计的系统具有功耗低、成本低等优点。
上传时间: 2014-12-28
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介绍了AES中,SubBytes算法在FPGA的具体实现.构造SubBytes的S-Box转换表可以直接查找ROM表来实现.通过分析SubBytes算法得到一种可行性硬件逻辑电路,从而实现SubByteS变换的功能.
上传时间: 2013-11-30
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设计了一个工作在S波段矢量阵列的天线单元,利用HFSS软件进行优化和仿真。实测结果表明,该天线在E面和H面的交叉极化电平分别小于-26 dB和-23 dB,两个端口之间的隔离度大于32 dB。该数据满足组成矢量阵列的要求。
上传时间: 2013-11-17
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