【正文】 。 具體實現(xiàn)起來，結構并不是唯一的。 直接 II 型 上面直接型結構中的兩部分也可分別看作是兩個獨立的網(wǎng)絡，其第一部分的傳遞函數(shù)為 ? ? N i1ii0H z a z???? 差分方程是 ? ? ? ?N1ii0y n a x n i???? 其第二部分的傳遞函數(shù)為 ? ?2 Niii11Hz1 b z ??? ?? 差分方程是 ? ? ? ? ? ?N i1i1y n b y n i y n?? ? ?? 這兩部分串接后即構成總的傳遞函數(shù) ? ? ? ? ? ?12H z H z H z? 由于系統(tǒng)是線性的，顯 然將級聯(lián)的次序調(diào)換不會影響總的結果。這種結構稱為正準型結構或直接 II 型結構，而把直接型稱為直接 I 型。它的傳遞函數(shù)的一般形式為 ? ? 121 i 2 ii1 i 2 i1 z zHz 1 z z????????? ?? 這樣一個二階基本節(jié)可以采用直接 II型結構來實現(xiàn)，整個濾波器則是他們的級聯(lián)。 這樣就可以用 L個一階網(wǎng)絡、 M個二階網(wǎng)絡、以及一個常數(shù) A0 網(wǎng)絡并聯(lián)起來組成濾波器 H(z)，其結構如圖 69 所示。 直接 (I,II)型在實現(xiàn)原理上是類似的，都是直接一次構成。 級聯(lián)型：每一個基本節(jié)只關系到濾波器的某一對極點和一對零點，便于準確實現(xiàn)濾波器的零、極點，也便于性能調(diào)整。 因此當要求有準確的傳輸零點時，采用級聯(lián)型最合適，其他情況下這兩種結構性能差不多，或許采用并聯(lián)型稍好一點。 (3)運用最小階數(shù) N 產(chǎn)生模擬濾波器原型，模擬低通濾波器的創(chuàng)建函數(shù)有 :buttap、 eheb1ap、 ehebZap、 ellipap、 besselap 等 。 設計過程如下 : 把數(shù)字濾波器的頻率特征轉換成模擬濾波器的頻率特征 。rs=80:) 選擇濾波器的階數(shù) : [N， Wn]=cheblord(wP， ws， rP， rs， ’ s’ )。其中的 wp、ws 是以弧度為單位。 chebyshevl型濾波器的主要特點是在阻帶內(nèi)達到最大平滑。 Fs 缺省時默認為 1Hz。 N 個頻率點均勻地分布在單位圓的上半圓上。 設計 ehebyshevI 型濾波器用函數(shù) ehebyl()?？梢栽O計低通、高通、帶通和帶阻的數(shù)字和模擬 ChebyshevII 型濾波器，其通帶內(nèi)為單調(diào)，阻帶內(nèi)等波紋。一般情況下，橢圓濾波器能以最低的階實 現(xiàn)指定的性能指標。chebyshevH 型濾波器的幅頻特性在阻帶內(nèi)有波動，通帶內(nèi)單調(diào) 。璐 P 芯片的開發(fā)工具可以分為代碼生成工具和代碼調(diào)試工具兩類。 r(硬件仿真器 )兩部分。 CCS 使用工程來管理整個應用程序設計的所有文檔，工程 中可包含 C 語言源代碼、匯編源代碼、庫文件、鏈接命令文件、頭文件和目標文件。查看、編輯存儲器和寄存器的值 。 圖 集成開發(fā)環(huán)境界面圖 MATLAB 與 DSP 之間的連接 MATLAB 輔助 DSP 開發(fā)實現(xiàn)的關鍵是建立 MATLAB 與 DSP 間的連接。 CCSLink 提供了 3 種連接對象 :與 CCS 的連接對象可從 MATLAB 命令窗運行 CCS 中的應用程序，向目標DSP 的存貯器、寄存器讀出 /寫人數(shù)據(jù)，檢查 DSP 狀態(tài)，開始 /停止目標 DSP 中運行的程序。一個整型數(shù)的最大表示范圍取決于 DSP 芯片所給定的字長，一般為 16 位或 24 位，本文采用的 DSP 芯片為16 位。因此，在編程時必須指定一 個數(shù)的小數(shù)點處于哪一位，這就是定標。同樣一個 16位數(shù)，若小數(shù)點設定的位置不同，它所表示的數(shù)也就不同。相反， Q 越小，數(shù)值范圍越大，但精度越低。只要動態(tài)范圍確定了， Q 值也就確定了。因此，在定點運算過程中應該采取一些判斷和保護辦法 (特別是在定點加法中 )。本文專門設計了一個 Q15 轉化程序，可以方便的把在 MATLAB中得到的濾波器的系數(shù)，和輸入的原始隨機信號進行處理輸入到 CCS 中?；?MATLAB 與 CCS的 IIR 濾波器設計 數(shù)字濾波器在 DSP 上的實現(xiàn) 16 如，可以用兩個存儲單元來表示一個數(shù)，運算時運用雙字運算 。而 IIR數(shù)字濾波器是遞歸結構，極點必須在 z 平面單位圓內(nèi)才能穩(wěn)定，這種結構運算中的四舍五入處理有時會引起寄生振蕩。從理論上說，可以用高階工 IR 數(shù)字濾波器實現(xiàn)良好的濾波效果。 數(shù)字濾波 DSP 實現(xiàn)程序設計 DSP 程序設計流程圖見圖 圖 DSP 程序設計流程圖 基于 MATLAB 與 CCS的 IIR 濾波器設計 數(shù)字濾波器在 DSP 上的實現(xiàn) 17 在技術難點中討論過定點數(shù)的定標問題，特意編寫了一個小程序實現(xiàn)對輸入原始信號和 濾波 器系數(shù)的歸一化處理。 for n=1:1024 if x(1， i) 1 | x (1， i)1 k(1, i)=x(1， i) *32768/max (x)， else k(1， i)=x(1， i)*32768 end i=i+1: end, n, i 把原始信號數(shù)據(jù)和濾波器系數(shù)代人上面程序中 x=[]，經(jīng)過運算就可以得到歸一化數(shù)據(jù)。在自來水檢漏系 統(tǒng)中，對兩路采樣信號進行 AD 轉換后，送到DSP 然后調(diào)用濾波程序，濾波后將數(shù)據(jù)輸出再進行濾噪和相關算法的處理。而在 CCS 上各個系數(shù)是經(jīng)過量化處理的，因此系數(shù)和原始系數(shù)相比較會有誤差?？梢葬槍σ陨显?，對濾波器再進行改進。綜合考慮，將濾波器的階數(shù)提高到 5階，得到新的仿真結果如圖 所示。 IIR 帶通濾波器設計時采用 8階濾波器。 MATLAB 環(huán)境下數(shù)字濾波器的設計方法，利用 MATLAB 軟件編程實現(xiàn)工IR 濾波器設計，用擬 TLAB 語言可以編寫出各種類型的濾波器，并進行仿真，用匯編語言編寫了 DSP 的工 IR濾波算法，并將其在 CCS 上調(diào)試仿真。 (2)設計的濾波器類型轉換不夠方便和靈活，雖然對 MATLAB 與 DSP 之間的連接做了一些研究，但在實際的應用 中并沒有成功，如要轉換濾波器的類型必需重新得到濾波器的系數(shù)并在原程序中修改，不能直接調(diào)用?；?MATLAB 與 CCS的 IIR 濾波器設計 參與文獻 23 參考文獻 [1] 王世一編著 .數(shù)字信號處理 [M].北京 :北京理工大學出版社， ，重版 . [2] 王沫然 .Simulink 建模及動態(tài) 仿真 .北京 :電子工業(yè)出版社， 2020 [3] 薛定宇 .基于 MATLAB/Simulink 的系統(tǒng)仿真技術與應用 .北京 :清華大學出版社， 2020 [4] 張志涌 .精通 版 .北京 :北京航空航天大學出版社， 2020 [5] 陳懷深 .MATLAB 及其在理工課程中的應用指南 .西安 :西安交通大學出版社， 1998 [6] 李哲英 .DSP 基本理論與應用技術 .北京 :北京航空航天大學出版社， [7] 彭啟宗，管慶等 .DSP 集成開發(fā)環(huán)境 CCS 及 DSPBIOS 的原理與應用 .北京 :電子工業(yè)出版 社， 2020 年 7 月 [8] 文瑋瑋，董金明 .數(shù)字濾波器在定點 DSP 上的實現(xiàn) .遙測遙控， 2020 年 1 月 [9] 邢培育，崔克清一種基于 TMS32OC5402 的數(shù)字 IIR 濾波器設計 .數(shù)據(jù)采集與處理， 200 年 6 月 [10]鄭佳春 .數(shù)字濾波器的 MATLAB 設計與 DSP 上的實現(xiàn) .單片機及嵌入式系統(tǒng)應用， 2020 [11]張雄偉，陳亮 .DSP 芯片的原理與開發(fā)應用 [M].北京 :電子工業(yè)出版社， . [12]王華奎，張立毅編著 .數(shù)字信號處理及應用 [M].北京 :高等教育出版社， . [13]丁玉美，高西 全 .數(shù)字信號處理 (第二版 )[M].西安 :西安電子科技大學出版社， 2020. [14]韓利竹，王華 .撇 TLAB 電子仿真與應用「 M」 .北京 :國防工業(yè)出版社， 2020. [15]BatemanAndrew， ， APPlieationan DesignTeehniques! [16]]又 efereneeSetVOlume4:APPlieation [17]:Enhancd 。 (3)有關 DSP 系統(tǒng)軟件開發(fā)語言的選擇歷來是人們較為關心的問題，考慮到數(shù)字濾波程序代碼不是很多，設計中作者采用 MATLAB 進行算法仿真，用匯編語言開發(fā)算法程序。上述研究為課題的進一步研究奠定了基礎，但是由于課題本身難度較大，作者水平有限，加之時間緊迫研究不夠深入，論文中存在許多缺點和不足，需要在今后的研究中注意，主要包括以下幾方面 : (l)對數(shù)字濾波理論知識的研究還不夠深入。數(shù)據(jù)點數(shù)為 1024 個。 基于 MATLAB 與 CCS的 IIR 濾波器設計 數(shù)字濾波器在 DSP 上的實現(xiàn) 20 圖 IIR 帶通濾波器仿真結 帶通濾波器的 MATLAB 仿真結果 IIR帶通濾波器的設計和低通濾波器的設計方法是一樣的。但由于DSP 本身有限字長和精度的因素，加上 IIR 濾波器在結構上存在反饋回路，是遞歸型的，再者高階濾波器參數(shù)的動態(tài)范圍很大。從而影響濾波效果。但是濾波效果不太理想尤其在家 00Hz 附近的頻率分量。初始化數(shù)據(jù)和MATLAB 中得到的濾波器系數(shù)做乘加運算，就實現(xiàn)了對原始數(shù)據(jù)的濾波，濾波后的數(shù)據(jù)存放在特定的單元。 X=[]。這樣一來造成兩個后果 :結果溢出和誤差增大，從而導致算法無法在 DSP 上實現(xiàn)。在實際設計中，要注意實現(xiàn)中的誤差問題。另外， FIR 數(shù)字濾波器和工 IR 數(shù)字濾波器所引入的量化誤差是不一樣的。所產(chǎn)生的誤差主要包括 :數(shù)模轉換引起的量化誤差、系數(shù)量化引起的誤差以及運算過程中的舍入誤差。這樣做的好處是操作簡單、編程方便。這里，