Разработка и исследование системы многоканального полосового анализа речевых сигналов на основе полосовых фильтров и на базе квадратурной обработки. Принципы организации и программирования цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), разработка программ ЦОС.
Аннотация к работе
Рисунок 14 - Импульсная характеристика и АЧХ фильтра Рисунок 15 - Масштабные множители Рисунок 16 - Шумы квантования Рисунок 17 - Графики сигнала на входе и выходе ЦФ дляцентральной частоты полосы пропускания. Рисунок 18 - Графики сигнала на входе и выходе ЦФ для частоты задерживанияДля входных тестовых сигналов используются: В качестве многочастотного группового сигнала используется гармонический сигнал с частотой 1900 Гц, в пределах полосы пропускания Рисунок 21 - Тестовая схема с нерекурсивным фильтром. Рисунок 22 - Спектрограммы сигналов в контрольных точках схемы Рисунок 23 - Тестовая схема с рекурсивным фильтром. Рисунок 25 . Схема каналов анализа и восстановления с квадратурной обработкой с использованием нерекурсивных цифровых фильтров.Многоканальный анализатор спектра на основе кратковременного преобразования Фурье получается путем дискретизации сигнала в частотной области, т. е. путем разбиения полосы частот (0±? д/2) на полосы анализа или каналы с центральными частотами ?k. Так как весовая функция ограничивает текущую реализацию сигнала x(n) N отсчетами, то как и для ДПФ, шаг дискретизации по частоте должен отвечать условию: ?? ? ?д/N (условию теоремы отсчетов в частотной области). В системах полосового анализа точность получаемых оценок зависит от степени близости частотных характеристик полосовых фильтров к идеальным, от времени усреднения (накопления) и от изменчивости спектральных характеристик сигналов во времени, т. е. степени стационарности их на интервале наблюдения. В отличие от анализаторов на основе полосовых фильтров, измеряющих только энергетические характеристики спектра, они позволяют оценить комплексную спектральную плотность сигналаи обеспечивают возможность его восстановления (синтеза) по результатам анализа и последующей обработки, в частности, в системах анализа - синтеза речевых сигналов. Реализационно система многоканального полосового анализа и синтеза сигналов содержит канал ввода анализируемого аналогового сигнала, К каналов вывода канальных сигналов подсистемы синтеза сигналов, процессор ЦОС и компьютер, управляющий системой многоканального полосового анализа и синтеза сигналов.Требуемая скорость обработки (быстродействие) процессора ЦОС определяется числом операций (сложения, умножения и пересылки), которые он должен выполнить за один период дискретизации, отнесенный к значению периода дискретизации. Учитывая, что современные ЦСП выполняют базовую операцию сложения - вычитания за один командный цикл, а число операций пересылки операндов взято равным 25% от общего числа базовых операций, в случае многократной НДС получаем: Кумн1= 96; Кслож1 = 95; Суммарная скорость обработки восходящей и нисходящей дискретных систем при квадратурной обработке: Vобр= VОБРI VОБРII= 891200 оп/с;В ходе выполнения курсовой работы был разработан и исследован один канал подсистемы анализа сигналов на основе полосовых фильтров и на основе квадратурной обработки. По результатам расчетов можно сказать, что наиболее оптимальной для анализа является схема на основе квадратурной обработки.
План
Содержание
1.Техническое задание на курсовую работу
2. Разработка индивидуального варианта технического задания на курсовую работу
3. Анализ задач и методов многоканального полосового анализа и синтеза сигналов. Выбор базовых структурных схем каналов подсистем
4. Разработка требований к элементам подсистем ЦОС
5. Разработка и исследование цифровых фильтров
5.1 Рекурсивный цифровой фильтр
5.2 Нерекурсивный цифровой фильтр
6. Моделирование и исследование подсистем полосового анализа и восстановления сигналов
6.2 Моделирование каналов анализа и восстановления с квадратурной обработкой
7. Разработка рабочего варианта структур подсистем полосового анализа и синтеза сигналов
8. Разработка структурных схем подсистем полосового анализа и синтеза сигналов и соответствующей их аппаратно-программной реализации
9. Разработка граф-схем алгоритмов аппаратно-програмной реализации подсистем ГСА
10. Функциональная схема ЦОС на основе ЦСП ADSP-2181
11. Программирование подсистем на языке ассемблера процессора ADSP-2181
12. Определение требований к процессору ЦОС
Заключение
Литература
1.Техническое задание на курсовую работу
Назначение систем многоканального полосового анализа и синтеза речевых сигналов
Вывод
многоканальный речевой сигнал фильтр
В ходе выполнения курсовой работы был разработан и исследован один канал подсистемы анализа сигналов на основе полосовых фильтров и на основе квадратурной обработки.
По результатам расчетов можно сказать, что наиболее оптимальной для анализа является схема на основе квадратурной обработки. Она обладает рядом преимуществ: 1 создает меньшие частотные искажения, так как частотные характеристики вещественных ФНЧ строго симметричны относительно нулевой частоты;
2 при меньшем объеме обработки позволяет анализировать одновременно амплитудный и фазовый спектры;
3 не имеет ограничений на значения полос каналов и их центральных частот;
4 исключается влияние неизвестной начальной фазы несущей входного сигнала;
Подсистемы на полосовых фильтрах выполнены с использованием РЦФ и НЦФ. Отличие НЦФ от РЦФ в том, что они позволяют получить линейность ФЧХ, имеют конечную длительность переходных процессов. Применение многократно понижающих систем в НЦФ позволяет уменьшить число операций сложения и умножения.
Были изучены принципы организации и программирования цифровых сигнальных процессоров (ЦСП).
Производилось разработка программ ЦОС на языке ассемблера ЦСП.
Система реализована на одном сигнальном процессоре типа ADSP-2181.
Список литературы
1. Глинченко А.С. Цифровая обработка сигналов: Учеб.пособие: В 2 ч. Ч. 1. Красноярск, ИПЦ КГТУ, 2005.-482с.
2. Глинченко А.С., Голенок А.И. Принципы организации и программирования сигнальных процессоров ADSP-21хх: Учебно-методическое пособие: Красноярск, ИПЦ КГТУ, 2000.-88с.