DSK Plus TMS320c54x

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DSK Plus TMS320c54x

• Scramble ejemplo de aplicación para el DSK

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Indice

• Introducción
• Conceptos previos
• AIC
• Filtro FIR
• Modulación
• Realización de la práctica
• Ampliación propuesta

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Introducción

• La práctica que vamos a realizar consiste en la
  codificación de una señal de voz o música. La
  codificación consiste en pasar las frecuencias
  bajas a altas, y las altas a bajas. El programa
  está escrito en ensamblador para el TMS320C54x.
• Como entrada usaremos un micrófono, conectado en
  el jack de entrada del DSK, y como salida
  obtendremos las frecuencias invertidas (altas en
  bajas y viceversa).

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Introducción

• El programa se divide en 5 fases
• La primera fase consiste en procesos de
  inicialización.
• La segunda fase genera la frecuencia portadora.
  La ecuación que usamos para generar la frecuencia
  portadora es y(n) Ay(n-1) By(n-2)
• La tercera fase es aplicar el filtro paso-banda a
  la señal muestreada que nos envía el AIC (el
  conversor A/D y D/A).

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Introducción

• La cuarta fase multiplica la portadora por la
  señal de entrada que ya tenemos filtrada, y
  almacena la señal modulada.
• La quinta y última fase consiste en pasar la
  señal modulada a través del filtro paso-banda.
  Este proceso selecciona la salida, la cual es
  enviada al registro transmisor.

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Conceptos previos

• En este apartado describiremos tres conceptos
  necesarios para intercambiar la frecuencias altas
  por bajas y viceversa. Lo primero será capturar
  la señal, para lo cual tenemos el AIC del DSK
  Plus. Luego hay que filtrarla para quedarnos con
  las frecuencias que nos interesan, cosa que
  haremos con un filtro FIR, y por último modular
  la señal en AM para invertir sus frecuencias y
  volver a filtrar para quedarnos solo con las que
  queremos.

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AIC

• El AIC es el conversor analógico digital que
  lleva el DSK Plus. La frecuencia de muestreo es
  de 9259 Hz, por lo que la frecuencia de Nyquist
  será de 4629.5 Hz .

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AIC

• Esto es un ejemplo del espectro de frecuencias de
  una señal de entrada que deseamos transformar

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AIC

• Señal de entrada muestreada

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Filtro FIR

• El programa usa un filtro FIR de grado 80, que
  implementa un filtro paso banda. El filtro deja
  pasar frecuencias de 200Hz-1.8KHz. Los
  coeficientes del filtro han sido calculados con
  el filtro de ventana de Blackman

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Filtro FIR

• Señal Filtrada

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Modulación

• La señal que entra es capturada y enviada al
  filtro paso-banda (BW 200Hz a 1.8Kz). La
  frecuencia portadora con la que modularemos la
  señal es de 2.0 KHz . En este momento la señal
  filtrada es multiplicada por la frecuencia
  portadora, con lo que desplazamos la señal a la
  derecha de tal forma que las frecuencias espejo
  que habían en la parte negativa (frecuencias
  negativas) ahora están justo en el lugar donde
  aplicamos el filtro inicialmente.

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Modulación

• La salida es una señal modulada en AM con una
  portadora de 2KHz y tenemos 2 réplicas, la
  original que estaba entre las frecuencias
  200,1800 y que ahora la hemos desplazado 2KHz a
  la derecha con lo que la tenemos en 2200,3800
  (HS), y la imagen que estaba entre -800,
  -200 que ahora la tenemos entre 200,1800 (LS).
  

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Modulación

• Señal filtrada y modulada

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Modulación

• Después de modular la señal es enviada de nuevo
  al filtro paso-banda con lo que eliminamos la
  señal que tenemos en las frecuencias 2200,3800,
  quedándonos solo con la señal entre 200,1800
  que ya tenemos invertida, porque era la imagen de
  la original.

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Modulación

• La frecuencia portadora era justamente de 2000Hz
  porque así los 200Hz que había entre el corte de
  1800Hz y los 2000Hz de la portadora ahora son los
  que hay entre las frecuencia de 0 a 200Hz, de
  forma que usando el mismo filtro paso-banda que
  usamos al principio tenemos ahora las mismas
  frecuencias pero invertidas

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Modulación

• Señal filtrada, modulada y filtrada de nuevo

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Resumen del proceso
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Realización de la práctica

• El montaje propuesto para esta práctica consta de
  dos DSK Plus, uno que codificará la señal, y otro
  que se encarga de reconstruirla. Al primer DSK
  Plus le ponemos como entrada una señal de audio,
  que podría provenir de un micrófono o la salida
  de un walkman. La salida de este DSP tendremos la
  señal codificada, que se la pasamos al segundo
  DSP como entrada.

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Realización de la práctica

• Como los dos DSK Plus ejecutan el mismo
  algoritmo, el primero pasa las frecuencias bajas
  a altas, y el segundo pasa esas altas a bajas,
  volviendo al estado de partida, exceptuando que
  ahora la señal ha pasado por un filtro pasa-banda
  perdiendo parte de su expectro, por lo que la
  señal no será tan clara como la original, y su
  ganancia habrá disminuido.

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Realización de la práctica
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Ampliación propuesta

• Como podremos apreciar la señal ha perdido mucha
  fuerza, debido en gran parte al filtro que
  estamos aplicando a la señal de entrada. Como
  ampliación se propone cambiar el filtro por uno
  de las mismas características de corte (200Hz
  1800Hz) para no tener que modificar la señal
  portadora.

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Ampliación propuesta

• La realización del filtro consiste en cambiar los
  80 coeficientes del filtro FIR por otros
  coeficientes. La forma recomendada para el
  cálculo de los 80 coeficientes es con Matlab,
  para el cálculo de un filtro FIR paso-banda de
  grado 80. Tenemos varios tipos de filtros, por lo
  que se recomienda probar varios de ellos y
  observar los resultado.

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Ampliación propuesta

• Otro punto a tener en cuenta es la normalización
  de los coeficientes para pasárselos al DSP, ya
  que los coeficientes que obtenemos son
  decimales, y al DSP le pasamos enteros. La
  normalización que tienen los coeficientes de esta
  practica es un desplazamiento de 13 bits, o sea
  multiplicar el valor por 213.