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基于DSP的FIR滤波器
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2010-01-05
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滤波器的设计是数字信号处理中最基础的部分,也是比较重要的部分。基于DSP的FIR滤波器的设计,首先采用MATLAB对滤波器进行仿真,使用的是它自带的函数库,仿真成功后得到滤波器的滤波系数,然后再基于TMS320VC5402 DSP 芯片采用汇编语言实现FIR数字滤波器。其中用到了TI公司的CCS 5000作为DSP开发环境。FIR滤波器主要采用非递归结构,因此在有限精度运算中不存在稳定性问题,误差较小。而且它能适应某些特殊的场合,如构成微分器或微分器,因而有更大的适应性。
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课程设计论文
题 目 名 称 基于
DSP
的
FIR
滤波器的设计
课 程 名 称 DSP
原理与应用
学 生 姓 名
学 号
系 、专 业
指 导 教 师
2009 年 6 月 6 日
摘 要
滤波器的设计是数字信号处理中最基础的部分,也是比较重要的部分。基于
的 滤波器的设计,首先采用 对滤波器进行仿真,使用的是它自
带的函数库,仿真成功后得到滤波器的滤波系数,然后再基于
芯片采用汇编语言实现 数字滤波器。其中用到了 公司的 作为
开发环境。 滤波器主要采用非递归结构,因此在有限精度运算中不存在稳
定性问题,误差较小。而且它能适应某些特殊的场合,如构成微分器或微分器,因
而有更大的适应性。
关键字 :滤波器、FIR、MATLAB、TMS320C54X、DSP、CCS5000
Abstract
Filterdesignedindigitalsignalprocessingisthemostbasicpartandthemoreimportantpa
rt.FirstusedtofilterMATLABsimulation,theuseofitsbuilt-infunctions,afterthesucce
ssofsimulationbythefilterfiltercoefficient,AndthenbasedontheTMS320VC5402DS
Pchips,assemblylanguageusedFIRdigitalfilter.WhichusestheTI'sCCS5000.FIRfilte
rusedmainlynon-recursivestructure,thelimitedprecisioncomputingdoesnotexistinthe
stabilityoferrorsmaller.Butitcanadapttocertainspecialoccasions,suchasadifferential
oradifferential,whichhavegreateradaptability.
Keywords:Filters、FIR、MATLAB、TMS320C54X、DSP、CCS5000
第章 绪论
引言
随着信息时代和数字世界的到来,数字信号处理已成为今一门极其重要的学科
和技术领域。数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航
天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理应用中,数字
滤波器十分重要并已获得广泛应用
滤波器概述
数字滤波器是数字信号处理的经典方法,它的作用是利用离散时间系统的特
性对输入信号波形或频率进行加工处理。或者说,把输入信号变成一定的输出信号,
从而达到改变信号频谱的目的。其设计方法有多种,本文在论述了数字滤波器的
基本原理后,分析了数字滤波器的特点,并针对其特点阐述了设计方法。并给出
了一个具体的设计实例——用来设计实现数字滤波器,技术能实时快速
的实现各种数字信号处理算法。利用来实现数字滤波器就是很重要的一种应用,
本文深入研究基于芯片的滤波器系统软件实现方法
滤波器原理
数字滤波器是一种非递归系统,其冲激响应是有限长序列,其差分方程
表达式为:
1
0
( ) ( ) ( )
N
i
y n h i x n i
为滤波器的阶数。
在数字信号处理应用中往往需要设计线性相位的滤波器,滤波器在保证幅度
特性满足技术要求的同时,很容易做到严格的线性相位特性。为了使滤波器满足线
性相位条件,要求其单位脉冲响应为实序列,且满足偶对称或奇对称条件即
( ) ( 1 )h n h N n
或者
( ) ( 1 )h n h N n
。这样,当为偶数时,偶对称线性相位
滤波器的差分方程表达式为
/ 2 1
0
( ) ( )( ( ) ( 1 ))
N
i
y n h i x n i x N n i
由上可见,滤波器不断对输入样本延时后,再做乘法累加算法,将滤
波器结果输出。因此,实际上是一种乘法累加运算。对于线性相位而言,
利用线性相位滤波器系数的对称特性,可以采用结构精简的结构将乘法器数
目减少一半。
开发环境概述
提供了基本的代码生成工具,它们具有一系列的调试、分析能力。支
持如下图所示的开发周期的所有阶段。
设计
概念性规划
编程和编译
创建工程文件、
编写源程序和配
置文件
调试
语法检查、探
测点设置和日
志保存等
分析
实时调试、统
计和跟踪
图1 CCS开发周期
在环境下,开发者可以对软件进行编辑、编译、调试代码、性能进行测试
和工作管理等所有工作。
但并不仅仅是代码产生工具和调试工具的简单集成,除此之外,它提供的
实时分析和数据可视化功能把传统的调试技术向前提高了一大步,大大降低了
系统的开发难度,使得开发者可以将精力集中在应用开发上。
提供了配置、建立、调试、跟踪和分析程序的工具,它便于实时、嵌入式
信号处理程序的编制和测试,它能够加速开发进程,提高工作效率。
在中,应用程序通过向一个工程中添加文件来创建。工程文件中包括语言源
程序、汇编语言源程序、目标文件、库文件、连接命令文件和包含文件,。编译、
汇编和连接文件时,可以分别指定它们要使用的选项。在中,可以通过一个窗
口来详细为一个工程指定相应的编译、汇编和连接选项。
第章 滤波器的设计
滤波器的设计的基本步骤
()确定指标
在设计一个滤波器之前,必须首先根据工程实际的需要确定滤波器的技术指标。
在很多实际应用中,数字滤波器常常被用来实现选频操作。因此,指标的形式一般
在频域中给出幅度和相位响应。幅度指标主要以两种方式给出。第一种是绝对指标。
它提供对幅度响应函数的要求,一般应用于滤波器的设计。第二种指标是相对指
标。它以分贝值的形式给出要求。在工程实际中,这种指标最受欢迎。对于相位响
应指标形式,通常希望系统在通频带中人有线性相位。运用线性相位响应指标进行
滤波器设计具有如下优点:①只包含实数算法,不涉及复数运算;②不存在延迟失
真,只有固定数量的延迟;③长度为的滤波器(阶数为),计算量为数量
级。因此,本文中滤波器的设计就以线性相位滤波器的设计为例。
()逼近
确定了技术指标后,就可以建立一个目标的数字滤波器模型。通常采用理想的
数字滤波器模型。之后,利用数字滤波器的设计方法,设计出一个实际滤波器模型
来逼近给定的目标。
()性能分析和计算机仿真
上两步的结果是得到以差分或系统函数或冲激响应描述的滤波器。根据这个描
述就可以分析其频率特性和相位特性,以验证设计结果是否满足指标要求;或者利
用计算机仿真实现设计的滤波器,再分析滤波结果来判断。
波器的设计
()
是一套用于科学计算的可视化高性能语言与软件环境。它集数值分析、
矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,构成了一个界面友好的用户环境。它的信
号处理工具箱包含了各种经典的和现代的数字信号处理技术,是一个非常优秀的算
法研究与辅助设计的工具。在设计数字滤波器时,通常采用 来进行辅助设
计和仿真。
()滤波器的设计
线性相位 滤波器通常采用窗函数法设计。窗函数法设计 滤波器的基本
思想是:根据给定的滤波器技术指标,选择滤波器长度 和窗函数 (),使其
具有最窄宽度的主瓣和最小的旁瓣。其核心是从给定的频率特性,通过加窗确定有
限长单位脉冲响应序列 。工程中常用的窗函数共有 ! 种,即矩形窗、巴特利特
( "#$%&$$ ) 窗 、 汉 宁 ( '"() ) 窗 、 汉 明 ( '"**() ) 窗 、 布 莱 克 曼
(%"+,*")窗和凯塞(-"(.&#)窗。
假设实际工程需要设计一个线性相位带通 滤波器指标如下:
/01232!245
"012245
6&7012245
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资源评论
- snipercse2015-11-30这个滤波器用了很久了,感觉不错才想起来给个评价!!!
- liujun34202013-03-23毕业设计也是基于DSP的FIR滤波器设计,可以拿这个好好参考一下了。
zxlfiy
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