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DSP-Kit

DSP-Kit ... MATLAB®-Toolbox
zur Echtzeit-Messwerterfassung und - ausgabe

MATLAB.GIF (5523 Byte)

Eigenschaften

DSP-KIT ist ein Softwarepaket, das in Verbindung mit dem DSP-Board ELF eine leistungsfähige und komfortable Messdatenerfassung und -ausgabe in MATLAB ermöglicht. Durch eine effektive Datenvorverarbeitung und einen großen Echtzeitspeicher auf dem DSP-Board wird die CPU des Host-Rechners maximal entlastet. DSP-KIT erreicht seinen offenen Charakter durch die offenen Schnittstellen und die ausgeprägten Variationsmöglichkeiten seiner Konfiguration. Die Erweiterbarkeit durch verschiedene Module erlaubt es, DSP-KIT auch an individuelle Aufgabenstellungen anzupassen.

Systemaufbau

Für den Betrieb des DSP-KITs unter MATLAB wird die PC-Hardware mit dem Einsteckboard ELF erweitert. ELF erfüllt die Aufgaben Signalkonditionierung und -digitalisierung sowie die Audiowiedergabe und die Signalvorverarbeitung auf einem leistungsfähigen Signalprozessor. Die mitgelieferte Diskette enthält die DSP-KIT-Software für DOS, WIN3.x, WIN95,WIN98 und NT.

Bedienung aus MATLAB

Die Bedienung des DSP-KITs erfolgt direkt aus MATLAB, wahlweise in Form von Befehlsaufrufen aus der Kommandozeile von MATLAB oder als M-File gemäß der bekannten MATLAB Arbeitsweise. Nach der Installation sind die Funktionen von DSP-KIT wie jede andere Toolbox-Funktion verfügbar. Eine Online-Hilfe für jede Funktion ist verfügbar.

Signalerfassung und -ausgabe

Das DSP-KIT kann im Ein- oder Zweikanalbetrieb eingesetzt werden. Abhängig von der gewählten Abtastfrequenz, der Kanalzahl und der Anzahl der Abtastwerte stehen ca. 3 - 90 Sekunden Signalvergangenheit im Speicher in Form einer MATLAB-Matrix zur Verfügung. Unter MATLAB können die erfassten Signale arithmetischen Operationen und Funktionen unterworfen oder aber auf der Festplatte des PCs abgelegt werden. Die Signalausgabe über den DA-Wandler kann wahlweise für eine definierte Anzahl von Samples oder beliebig lange repetierend erfolgen.

Echtzeit-Signalgenerator und synchrone Signalerfassung

Mit MATLAB generierte Testsignale können mit Hilfe des DSP-KITs über den DA-Wandler auf ein Messobjekt gegeben und die Reaktion über den AD-Wandler zeitlich parallel eingelesen werden. Durch den Vergleich von Systemerregung und Antwort ist eine umfassende Analyse des Objekts z.B. durch die Übertragungsfunktion möglich. Die Testsignalausgabe und die Messwerterfassung erfolgen exakt synchron, d. h. alle Kanäle der AD- und DA-Umsetzer tasten gleichzeitig ab. Das ermöglicht eine hochgenaue Systemanalyse mit periodischen Testsignalen.

Echtzeit-Filterung von Analogsignalen

Die Signal Processing Toolbox von MATLAB bietet eine ganze Reihe von Funktionen für den Entwurf digitaler Filter. Speziell für nichtrekursive Filter (FIR-Filter) sind das die Funktionen fir1(), fir2() und remez(). Zum Testen der Filterentwürfe in Echtzeit und mit realen Signalen dient die DSP-KIT-Funktion rtfir(). Mit ihr können analoge Signale über AD-Wandler eingelesen, durch den Signalprozessor des ELF-Boards in Echtzeit digital gefiltert und über den DA-Wandler wieder ausgegeben werden. Änderungen der Filtercharakteristik sind dabei ohne Unterbrechung der laufenden Filterfunktion möglich. Auch IIR-Filter, wie sie mit den MATLAB-Funktionen butter(), ellip() oder cheb1() und cheb2() entworfen werden können, können in Echtzeit mit realen Analogsignalen getestet werden.

Technische Daten:

(Datenblatt als PDF-File (85kByte) laden)

Vorbehaltlich technischer Änderungen gelten die folgenden Daten:

  Analogeingänge:

Stereo-Klinkenbuchse:  3,5 mm

Eingangsspannung:  ± 100mV...± 2,8V

Eingangswiderstand:  20kW (<15pF)

Frequenzbereich:  20Hz...21,6kHz

Dynamikbereich:  80dB

  Analogausgänge:

Stereo-Klinkenbuchse:  3,5 mm

Ausgangsspannung:  ± 10mV...± 1,4V

Ausgangswiderstand:  10kW (100pF)

Nutzbandbreite:  20Hz...21,6kHz

Dynamikbereich:  80dB

Kanaltrennung:  80dB

  Option Digital-I/O:

AES/EBU:  XLR-Buchse

S/P-DIF:  RCA-Stecker

  AD/DA-Umsetzer:

Art:  Delta Sigma Wandler

Auflösung:  16 bit

Abtastrate:  5.5125 kHz...51.2kHz

Kalibrierung:  Selbstkalibrierung

  Allgemeine Angaben:

DSP-Board:  ELF

PC-Steckplatz:  16 bit ISA

Abmessungen:  220mm x 122mm

DSP-Prozessor:  TMS320C31, 33MHz

Speicher:  1 Mbyte DRAM

Stromversorgung:  5V, 5W; 12V, 1W typ.

  Systemvoraussetzungen:

PC ab 386, 8MB RAM,

freier 16-bit-Steckplatz

DOS oder WINDOWS 3.x oder WINDOWS 95, 98 oder WINDOWS NT

MATLAB V 3.5 (DOS) oder 4.x (WIN) bzw. 5.x (WIN95/98/NT)

MATLAB Signal Processing Toolbox

Funktionsübersicht:

  ADC/DAC-Funktionen:

adc - Signalerfassung über ADU o. DAT
adcfft - Signalerfassung mit FFT
adcspec - Signalerfassung mit Berechnung der Spektren, Übertragungsfunktion, Kohärenz usw.
dac - Signalausgabe über DAU oder DAT
Die Ausgabe erfolgt synchron zur Signalerfassung. Das Signal wird repetierend ausgegeben.

  Filter-Funktionen:

rtfir - Echtzeit-FIR-Filterung

1-kanalig 3 ... 511 Koeffizienten
2-kanalig 3 ... 255 Koeffizienten

(Bei 2-kanaliger Filterung können unterschiedliche Koeffizientensätze verwendet werden.)


rtiir - Echtzeit-IIR-Filterung

1-kanalig max. 33 Filterstufen (48kHz)
2-kanalig max. 15 Filterstufen (48 kHz)

(Die Parameter können in der Form s,p,k oder sos übergeben werden.)


rtconv - Echtzeit-Faltung

1-kanalig 3 ... 4096 Koeffizienten
2-kanalig 3 ... 2048 Koeffizienten der

Impulsantwort bei max. 33 kHz Abtastfrequenz)

  Histogramm-Funktionen:

rthist - Start Echtzeit-histogramm

Die Bestimmung des Histogramms erfolgt in Echtzeit mit max. 65536 Klassen.

  Initialisierung:

elfinit - Initialisierung DSP
elfcalib - Offset-Kalibrierung des ADU

sonstige Funktionen:

stop - beendet laufende Funktionen

Weitere interessante Links finden sich hier.

(MATLAB ist eingetragenes Warenzeichen von The MathWork, Elf und ASPI sind eingetragene Warenzeichen von ASPI Digital.)


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