Total systembeskrivelse af AD1847

Transkript

1 Total systembeskrivelse af AD1847 Af Anna Hampen Jens Jørgen Nielsen Johannes Bjerrum Johnny Nielsen 3.semester HIH Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 1

2 Indholdsfortegnelse Indledning...3 Direkte signal...4 Amplitude...5 Fase...6 Gruppeløbstid...6 Sammenholdelse med den totale forstærkelse...7 Tidsforsinkelse...9 Undersøgelse af nedre grænsefrekvens...10 Digital afprøvning...12 Amplitude...14 Fase...15 Konklusion...15 Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 2

3 Indledning Systembeskrivelse EZ-KIT Lite ADSP2181 Denne undersøgelse afslutter arbejdet med EZ-KIT Lite kortet, så der er fokus på det totale system. Blokdiagram: Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 3

4 Direkte signal Måling af amplitude- og fasekarakteristik og gruppeløbstid på en kanal, når signalet går direkte igennem. Vi brugte programmet iir-21a.dpj. Fra setup.asm: MX1=DM(rx_buf + 2); DM(tx_buf + 2)=MX1; RTI; //input //output Blokdiagram: Med måleinstrumentet ser blokdiagrammet sådan ud: Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 4

5 Amplitude Amplitudekarakteristik målt i db på en HP35660A dynamics signal analyzer: V V out Formlen er: ( F) in db Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 5

6 Fase Fasekarakteristik målt i grader på en HP35660A dynamics signal analyzer: V V out Formlen er: arg ( F) in Gruppeløbstid Formlen for gruppeløbstid: τ ( ω ) = ( φ ( ω ) ) d dω og står på s. 328 i DSP-bogen. Selv om kvaliteten er dårlig, kan man godt med lidt god vilje se, at hældningen er en ret linie ved at zoome ind og sætte en anden ret linie ind: Teorien bag gruppeløbstiden findes på næste side: Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 6

7 Sammenholdelse med den totale forstærkelse Vi har sendt en 500 Hz stepimpuls med en dutycycle på 50 % fra en funktionsgenerator HM fra Hameg. Grafen for udgangssignalet ses på næste side: Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 7

8 Når vi sammenholder disse målinger med den totale forstærkning, er der så god overensstemmelse. Udgangssignalet er cirka 7 db mindre end indgangssignalet. Det kan man se på ovenstående billedet. Hvis man simulerer dette kredsløb, som analogt svarer til, hvad der sker i AD1847'en: i Orcad, fås den nedenstående graf. Hvilket passer godt med de -7 db. Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 8

9 Tidsforsinkelse Måling af tidsforsinkelse t 0 med et firkantsignal som input. Det er det samme billede, som vi har brugt til forstærkelsen. Firkant-frekvensen næste puls. 1 F = skal være tilstrækkelig langsom, så filteret er færdig med svaret, før T Vi satte N til at være 1024 i iir21-a.asm: #define N 1024 I setup.asm satte vi frekvensen til at være 44.1: 0xc85b, /* */... b0-3:... b= 44.1 Mere om hvilken betydning har AD1847 s interne filtre for den samlede tidsforsinkelse i konklusionen. Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 9

10 Undersøgelse af nedre grænsefrekvens Hvis kredsløbet ved lave frekvenser kan opfattes som et analog HP filter C R 0 Til denne undersøgelse brugte vi loop.dpj. Vi satte N til at være 4096 i loop.asm: #define N 4096 Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 10

11 For at lave en loop skrives den nedenstående kode i main: DO loops UNTIL CE; loops: DM(I1,M0)=AX0; // yl[] 0-stilles CE betyder, at der kommer et break, når optællingen er færdig (Counter Expired). Ellers var det et evigt loop. Udgangssignalet med x(n) = u(n): x(n) er jo en 4-kant puls med 50% dutycycle, så analyse af dette, kan fortælle meget om systemets nedre grænsefrekvens. Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 11

12 Digital afprøvning Et program udsender signalet x(n) og opsamler samtidigt svaret y(n). Programmet loop udsender x(n) = δ(n) x dn ms n T s 10 3 hvor N = 1024 data og F s = 44.1 khz (vist tidligere hvordan) Der blev målt på venstrekanalen. Efter programafvikling dumpede vi memory til en datafil, og efterfølgende undersøgte vi y(n) ved hjælp af MathCad. Det findes på grafen på næste side. Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 12

13 Dette kan også ses på oscilloscopen tektronix TDS 210: Ved hjælp af en N-punkts FFT kan systemets overføringsfunktion H beregnes. Følgende FFT giver: Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 13

14 Amplitude Amplitudekarakteristik målt i db: 2000 er systemets -3 db frekvens. Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 14

15 Fase Fasekarakteristik målt i radianer: Konklusion Fasen bestemmes i starten kun af de analoge filtre, hvorefter ved ca. F n bliver indflydelsen fra det digitale filter mere og mere. Det kan vi konkludere ud fra afsnittet om Digital afprøvning sammenholdt med Undersøgelse af den nedre grænsefrekvens: Anna Hampen, Jens Nielsen, Johannes Bjerrum, Johnny Nielsen 15