【正文】 ，故 )(ndh 一定是無限長的序列，且是非因果的，而我們要設(shè)計的是 FIR 濾波器，其 )(nh 必然是有限長的，所以要用有 限長的 )(nh 來 7 逼近無限長的 )(ndh ，最有效的方法是截斷 )(ndh ，是用一個有限長度的窗函數(shù)序列 )(n? 來截取 )(ndh 即 )()()( ndhnnh ?? 因而窗函數(shù)序列的形狀及長度。 （ 2）在截止頻率 Ncc ??? 2?? 的地方 ， )(?H 出現(xiàn)最大的肩峰值，肩峰的兩側(cè)形成起伏振蕩，其振蕩幅度取決于旁瓣的相對幅度，而振蕩的多少，則取決于旁瓣的多少。 (3)漢寧（ hanning）窗 漢寧窗又稱升余弦窗 )()]12c o s(1[21)( nNRN nn ??? ?? (36) 當(dāng) 1?N 時， NN ??1 ,所以窗譜的幅度函數(shù)為 )]2()12([)()( NRWNRWwRWW ????? ?????? (37) 9 這三部分之和使旁瓣互相抵消，能量更集中在主瓣，但是其代價是主瓣寬度比矩形窗的主瓣寬度增加一倍，即為N?8。 表 1 窗 函數(shù)基本參數(shù)的比較 窗函數(shù) 窗譜性能指標(biāo) 加窗后濾波性能指標(biāo) 旁瓣寬度 主瓣寬度 過渡帶寬 阻帶最小衰減 矩形窗 13 2 21 巴特列特 25 4 25 漢寧窗 31 4 44 海明窗 41 4 53 布拉克曼窗 57 6 74 凱澤窗 57 5 80 用窗函數(shù)設(shè)計法來設(shè)計 FIR 低通濾波器 設(shè)計基于 DSP 的 FIR 低通濾波器，其要求是通帶邊緣頻率 10KHz，阻帶邊緣頻率 22KHz，阻帶衰減 75dB,采樣頻率 50KHz。 數(shù)字濾波與模擬濾波相比有很多優(yōu)點(diǎn) ,它除了可避免模擬濾波器固有的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問題外 , 還能滿足濾波器對幅度和相位的嚴(yán)格要求。因此應(yīng)該點(diǎn)擊 filenew 如圖 4 產(chǎn)生一個 .m文件。 deltaw=wstwp。 wc=(wst+wp)/2。 %設(shè)計的脈沖響應(yīng)應(yīng)為理想脈沖響應(yīng)與窗函數(shù)乘積 [db,mag,pha,grd,w]=myfreqz(h,[1])。 n=[0:(M1)]。 N=1000。 H=(H(1:1:501))39。 pha=angle(H)。它的工作原理是將現(xiàn)實(shí)世界的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再用數(shù)學(xué)方法處理此信號。 14 此框圖是 DSP 實(shí)現(xiàn)的主要過程，因?yàn)?DSP 處理的是數(shù)字信號，所以首先應(yīng)該將輸入的前置的模擬信號通過 A/D 變換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并把它交給 DSP 處理， DSP 根據(jù)設(shè)計要求經(jīng)過編程處理（如 FFT、卷積等變化）得到的結(jié)果為數(shù)字信號，然后把信號傳輸出去。 CPU 支持內(nèi)部 structure 是由一個程序總線， 3 的 數(shù)據(jù)讀總線，兩條數(shù)據(jù)寫總線，并 additional buses 專用于外周和 DMA 活動。 DSP 軟件開發(fā)環(huán)境 本次試驗(yàn)的研究內(nèi)容主要就是在 DSP 芯片的集成軟件開發(fā)環(huán)境 CCS(Code Composer Studio)中調(diào)試從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波功能。 CCS 提供了配置、建立、調(diào)試、跟蹤和分析程序的工具，它便 于實(shí)時、嵌入式信號處理程序的編制和測試，能夠加速開發(fā)進(jìn)程，提高工作效率。 進(jìn)入設(shè)置選擇 C5XX functional simulator 后選擇 Save and quit 后點(diǎn)擊“ NO”完成軟件的設(shè)置，設(shè)置過程如圖 10。它提供一整套的程序編制、維護(hù)、編譯、調(diào)試環(huán)境，能將匯編語言和 C 語言程序編譯連接生成 COFF (公共目標(biāo)文件 )格式的可執(zhí)行文件，并能將程序下載到目標(biāo) DSP 上運(yùn)行調(diào)試。子函數(shù)主要是根據(jù) FIR低通濾波器的算法進(jìn)行編程的，子函數(shù)是由 )(ndh 和 )(n? 進(jìn)行相乘得 到的，函數(shù)為fSum+=(fXn[i]*fHn[i]其函數(shù)流程圖為圖 12。 子函數(shù)如 float FIR() //濾波器函數(shù) { float fSum。i++ ) { fSum+=(fXn[i]*fHn[i])。i ) fXn[i]=fXn[i1]。 fSignal2+=fStepSignal2。 //輸入函數(shù)的調(diào)用 fIn[nIn]=fInput。 //濾波器函數(shù)調(diào)用 fOut[nOut]=fOutput。 （ 1） 首先新建一個工程并且命名為 FIR，此時該工程下的文件為空。 （ 4）下載程序：執(zhí)行 FileLoad Program，然后再打開的提示框中選擇剛剛建立 C:\ICETEKVC5509EDULab\Lab0501UseCCS\Debug\ 文件。 圖 15 INPUT 圖 16 OUTPUT 下面是 FFT的濾波結(jié)果如圖 17和輸入波形和圖 18 FFT輸出波形。 MATLAB的結(jié)果分析，在幅度響 應(yīng)和頻率的圖形中，在 3dB時，對應(yīng)的頻率是 ，根據(jù)計算器截止頻率為 147500HZ，相對于截止頻率高了 ，其結(jié)果不是很理想。而 MATLAB在編程上更靈活，功能更強(qiáng)大。對于濾波，只在軟件上進(jìn)行。 float fHn[FIRNUMBER]={ , , , , }。 float fStepSignal1,fStepSignal2。 int nIn,nOut。 22 fSignal1=。 while ( 1 ) { fInput=InputWave()。 fOutput=FIR()。 } } } float InputWave() { for ( i=FIRNUMBER1。 fSignal1+=fStepSignal1。 return(fXn[0])。iFIRNUMBER。 ioport unsigned int *egcr =(unsigned int *)0x800。 //ioport unsigned int *ce02 =(unsigned int *)0x804。 //ioport unsigned int *ce13 =(unsigned int *)0x808。 ioport unsigned int *ce31 =(unsigned int *)0x80C。 //ioport unsigned int *sdper =(unsigned int *)0x810。 //*ebsr = 0x221。 *ce01 = 0X3000。 *emirst = 0。 } 程序 3 include void CLK_init() { ioport unsigned int *clkmd。//0x2413。 } void TMCR_reset( void ) { ioport unsigned int *TMCR_MGS3=(unsigned int *)0x07FE。 } 程序 4 wst=*pi。 %按布萊克曼窗計算所需的濾波器長度 N=N0+mod(N0+1,2)。 %求理想脈沖響應(yīng) wdbla=(blackman(N))39。 %頻率分辨率 Rp=(min(db(1:wp/dw+1))) %檢驗(yàn)通帶波動 As=round(max(db(wst/dw+1:501))) %檢驗(yàn)最小阻帶衰減 figure(1) subplot(2,2,1)。) %繪制布萊克曼窗 axis([0 N1 0 ])。 text(N+1,0,39。 title(39。n39。) subplot(2,2,3)。幅度響應(yīng)（單位： dB)39。 xlabel(39。分貝數(shù) 39。manual39。YTickMode39。YTick39。相位響應(yīng) 39。頻率（單位 :pi)39。) 程序 5 function hd=ideal(wc,M)。 hd=sin(wc*m)./(pi*m)。whole39。 mag=abs(H)。 。 pha=angle(H)。 H=(H(1:1:501))39。 N=1000。 n=[0:(M1)]。 26 ylabel(39。 %繪制相頻特性 axis([0 2 4 4])。 plot(w,pha)。manual39。XTick39。XTickMode39。)。 grid。 %繪制幅度響應(yīng) 。 ylabel(39。) %繪制實(shí)際脈沖響應(yīng) axis([0 N1 ])。) subplot(2,2,2)。w(n)39。 title(39。 %設(shè)計的脈沖響應(yīng)應(yīng)為理想脈沖響 應(yīng)與窗函數(shù)乘積 [db,mag,pha,grd,w]=myfreqz(h,[1])。 wc=(wst+wp)/2。 deltaw=wstwp。 *TMCR_MGS3 =0x510。 clkmd=(unsigned int *)0x1c00。 *clkmd =0x2033。 *sdc2 = 0X38F。 *ce21 = 0x1fff。 *egcr = 0x220。 ioport unsigned int *init =(unsigned int *)0x812。 //ioport unsigned int *ce33 =(unsigned int *)0x80E。 //ioport unsigned int *ce22 =(unsigned int *)0x80A。 ioport unsigned int *ce11 =(unsigned int *)0x806。 //ioport unsigned int *emibe =(unsigned int *)0x802。 } return(fSum)。 23 fSum=0。 fSignal2+=fStepSignal2。i ) fXn[i]=fXn[i1]。 nOut++。 nIn++。 fStepSignal1=2*PI/30。 nOut=0。 int i。 float fInput,fOutput。 參考文獻(xiàn) [1] 程 佩青著 .數(shù)字信號處理教程 .[M]清華大學(xué)出版社 .20xx. 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