信号与系统实验箱--信号频谱分析实验

一、实验目的
1、了解使用硬件实验系统进行信号频谱分析的基本思路；
2、掌握使用XH2信号与系统实验平台进行实时信号频谱分析的方法。
二、实验原理
DSP数字信号处理器可以对实时采集到的信号进行FFT运算以实现时域与频域的转换，FFT运算结果反映的是频域中各频率分量幅值的大小，从而使画出频谱图成为可能。
用DSP实验系统进行信号频谱分析的基本思路是：先将实时信号的采样值并送入DSP系统，DSP程序对这些采样值进行FFT变换，经运算求出对应的信号频谱数据，并将结果送到PC机屏幕上进行显示，使DSP硬件系统完成一台信号频谱分析仪的功能，如图14-1。

图14-1实验系统进行信号频谱分析的程序框图
三、实验任务
观测函数发生器产生的模拟信号：频率为1KHz ～ 64 KHz的方波信号、正弦波信号、三角波信号。
方法：运行上位软件Signal，进入频谱分析窗口，窗口即显示该实时信号的时域图和频谱图。
注：由于频谱分析时信号的采样率为128KHz，因此只有当被测信号的频率和128成整数倍关系时，频谱图比较稳定清楚。
四、实验步骤
实时模拟信号的频谱分析
1、先运行上位软件Signal，进入频谱分析窗口。
2、分析函数发生器产生的模拟信号：
实验时，先将函数发生器的输出H701接到数字滤波器的输入端PB01；将红色拔码开关SWB01设置为‘0101’，再按一下S1（MCU_RST）复位按钮，使FFT程序运行。然后点击<实时分析>框 中的“开始”按钮，即可在PC机屏幕上观察到输入信号的波形，和快速傅立叶变换（FFT）的结果。
可通过波形选择开关，选择不同的波形进行观察。
由于采样频率为128KHz，FFT的长度为128，因此频率分辨率为1KHz，当信号频率为1KHz的整数倍时，测量准确。其它频率测试时，结果有一定误差。
五、实验预习
1、认真阅读实验原理部分，了解本次实验的目的、方法。
2、根据实验任务，拟定实验步骤。
六、实验设备
1、PC机1台
2、YUY-XH3信号与系统实验箱1台
3、双踪示波器1台