dsp課程設計--濾波器(已修改)
2025-01-30 12:46 本頁面
【正文】 邵陽學院課程設計（論文）目 錄摘 要 I前言 11 方案設計與論證 2 設計方案概論 2 設計方案詳論 2 設計工具CCS及SEEDDTK2812 實驗系統(tǒng)簡介 32 系統(tǒng)設計 4 IIR數字濾波器的設計方法及原理 4 程序設計流程圖 6 系統(tǒng)設計步驟 74 總結 9參考文獻 11致謝 12附錄 1316前言本文介紹了濾波器的濾波原理以及模擬濾波器、數字濾波器的設計方法。重點介紹了IIR數字濾波器的設計方法。即脈沖響應不變法和雙線性變換法。在此基礎上，用DSP虛擬實現任意階IIR濾波器。此設計擴展性好，便于調節(jié)濾波器的性能，可以根據不同的要求在DSP上加以實現。數字信號處理是利用計算機或專用處理設備，以數字形式對信號進行采集、變換、濾波、估值、增強、壓縮、識別等處理，以得到符合人們需要的信號形式。數字信號處理是圍繞著數字信號處理的理論、實現和應用等幾個方面發(fā)展起來的。數字信號處理在理論上的發(fā)展推動了數字信號處理應用的發(fā)展。反過來，數字信號處理的應用又促進了數字信號處理理論的提高。而數字信號處理的實現則是理論和應用之間的橋梁。數字信號處理是以眾多學科為理論基礎的，它所涉及的范圍極其廣泛。例如，在數學領域，微積分、概率統(tǒng)計、隨機過程、數值分析等都是數字信號處理的基本工具，與網絡理論、信號與系統(tǒng)、控制論、通信理論、故障診斷等也密切相關。近來新興的一些學科，如人工智能、模式識別、神經網絡等，都與數字信號處理密不可分?？梢哉f，數字信號處理是把許多經典的理論體系作為自己的理論基礎，同時又使自己成為一系列新興學科的理論基礎。數字濾波器根據其沖激響應函數的時域特性，可分為兩種，即無限長沖激響應(IIR)數字濾波器和有限長沖激響應(FIR)數字濾波器。IIR 數字濾波器的特征是，具有無限持續(xù)時間沖激響應，需要用遞歸模型DSP 芯片是一種特別適合數字信號處理運算的微處理器，主要用來實時、快速地實現各種數字信號處理算法。數字信號處理由于具有精度高、靈活性強等優(yōu)點，已廣泛應用于圖像處理、數字通信、雷達等領域。數字濾波技術在數字信號處理中占有極其重要的地位，數字濾波器根據其單位脈沖響應可分為IIR（無限長沖激響應濾波器）和FIR（有限長沖激響應濾波器）兩類。IIR濾波器可以用較少的階數獲得很高的選擇特性，但在有限精度的運算中，可能出現不穩(wěn)定現象，而且相位特性不好控制。數字濾波器本質上是一個完成特定運算的數字計算過程，也可以理解為是一臺計算機。最多64個增加到現在的200個以上，引腳數量的增加，意味著結構靈活性的增加。此外，DSP芯片的發(fā)展，是DSP系統(tǒng)的成本、體積、重量和功耗都有很大程度的下降。1 方案設計與論證 設計方案概論IIR濾波器的選擇:在APF中，濾波器的設計應滿足：截止頻率低，過渡帶快，通帶內增益接近阻帶內增益接近0，在滿足精度要求的前提下階數盡量低，以使濾波器的運算速度快。濾波器有模擬濾波器和數字濾波器兩種。這里選用數字濾波器，因為它相對于模擬濾波器更容易進行濾波代數運算，而且數字濾波器的優(yōu)點是沒有模擬濾波器那樣的隨時間、溫度、電壓漂移，還有數字濾波器還能實現近似理想的響應和線性相位，所以能更好地達到諧波檢測的實時性和準確性的要求,數字濾波器有無限沖激響應（IIR）系統(tǒng)和有限沖激響應（FIR）系統(tǒng)兩種。IIR系統(tǒng)的優(yōu)點是實現的階數低，對于實現相同要求的數字濾波器，FIR濾波器的階數要比IIR濾波器的階數高5~10倍，IIR濾波器的設計相對簡單，可以由對應的模擬濾波器轉換而來。FIR系統(tǒng)的優(yōu)點是采用遞歸結構，可以得到嚴格的線性相位，運算的誤差也較小，FIR的設計比IIR要靈活。結合IIR濾波器和FIR濾波器的優(yōu)缺點，由于在APF諧波檢測中的低通數字濾波器是用于通過直流，濾掉交流，對相位的要求不高，而且希望運算盡量小，因此選用IIR濾波器?！?設計方案詳論濾波器可廣義的理解為一個信號選擇系統(tǒng)，它讓某些信號成分通過又阻止或衰減另一些成分。在更多的情況下，濾波器可理解為選頻系統(tǒng)，如低通、高通、帶通、帶阻。濾波器可分為三種：模擬濾波器、采樣濾波器和數字濾波器。模擬濾波器可以是由RLC構成的無源濾波器，也可以是加上運放的有源濾波器，是連續(xù)時間系統(tǒng)；采樣濾波器由電阻、電容、電荷轉移器件、運放等組成，屬于離散時間系統(tǒng)，幅度連續(xù)；數字濾波
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