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今天作品的评比结束了,结果还未知,但可以估计到.
我们选了A题,做一个测量20~10KHz输入信号的频率分量和各分量的功率的仪器.属于数字信号处理相关的.由于比赛之前我们我们已经做好了高速的AD转换模块,并且在三星ARM7 TDMI s3c44b0 32位微处理器上用DMA方式高速高效率地采集数据的驱动也写好了,而我对数字信号处理的理解也不错,之前他做过FFT的相关应用,有把握在ARM处理器上以44100Hz采样率实现4096点浮点FFT(快速傅里叶变换)而实现10倍于题目要求的性能指标,在图形用户界面方面我已经在三星ARM 32位微处理器上移植了uC/GUI软件包从而可实现绚丽的界面显示,经和其它两队员讨论,决定立刻着手做A题.(一共有A,B,C,D,E,F题)
选完题后队员开始着手买零件和做硬件电路了,我就在当天建立起整个系统的骨架,第二天用MATLAB仿真了一天,这一天主要是寻找某种算法和窗函数结合在一起来减少过渡带宽的影响,因数据的有限点数采集相当于乘了一个矩形窗,而信号在时域的相乘,相当于它们的频谱在频域卷积从而导致过度带宽,经过多次的探索直至到晚上把过渡带宽对数度的影响了,最终做出来的精度达到99%以上,当时心想,数字信号处理真是太强了,模拟大路要达到这个精度实在是几乎不可能了.第三天已经开始美化界面了,包括控件图形化,字体多样化,这得益于uC/GUI软件包的方便性..历经四天三晚,整个系统还是做出来了,精度还是能达到99%以上,心里也算高兴,紧紧封了箱就交了.
到了作品评比当天,在中大和另一队讨论时才发现一队员我们的前级运放由于做硬件的队员不小心把一个电阻放错位置而使阻抗为要求的20倍了..那时心里不禁一慌..因为第一个要测的就是输入阻抗.这个错还算了,到了真正拿作品到测试平台由于评委测试时,一看他们用的测试信号都是正负对称的,于时我立刻问评委:"题目不是说输入的信号为100mV~5V吗?他拿题目给我一看,原来是峰峰值!!!!唉,这次糟了,看错了题目,我们由于错看为输入信号只有正的分量而没把AD的输入垫高而导致负半波完全被斩断了!!!由此接下来的各项指标测试中,系统都检测到直流功率,而信号功能却不够了,因为负半波已经被截断了.但由于负半波的截断并不影响我在频域里提取基波或其它各次谐波和杂波.所以我们我频率和它标准的频率在整个20~20KHz频带内只相差1~3Hz,频率精度优于99.5%.
由于我们的频率精度做做非常高图形用户界面做得非常漂亮,评委问我们是用什么做的,我答曰:"ARM 32位微处理器+4096点浮点FFT+uc/GUI".评委最后指出说:"你们做得非常不错,精度是评了的作品中你们是最高的了,只是竞赛好比写作文,你看错题写离题了,你写得再好也是离题.要是你们没看错题,这个精度是拿全国一等奖的了,可惜啊,现在二等都非常难啊.但没事,当吸取教训,学到东西就成,以后上研究生的时候还有机会参加这个大赛................."(心里的感受...........)
个人总结:题目要求没看清楚导致系统前端的一个失误,导致系统的整个功率参数不正确,这个损失太大了!本来以为这次以高性能的32位ARM架构处理器做高点数的4096点FFT(44100Hz的采样率)数字化信号处理从而实现高精度可以脱颖而出(一般微处理/控制器只能只做128点定点FFT),但这个失误足以导致了这个期望毁于一旦!细节决定成功,是否真的?...或许真是真的!
这次选A题的情况,广东省有400支队参赛(全国目前不知道,),只有18支队选A题(其中,中大三队,华工三队,广工两队).所以可以看出对于数字信号处理实际运用能力学生还是比较薄弱.而且选这题的据所知也是用AVR这类8位微控制器来做的,不可能做到高速高精度的数字信号处理,掌握ARM高性能32位微处理器并应用于工程上的非常小.