【正文】 mwr2) normwr=abs(normwr2)else normwr=abs(normwr1)end normwc=1。 %帶通濾波器的通帶寬度 normwr1=(((wr1^2)(w0^2))/(B*wr1))。wr1=(2/T)*tan(ws1/2)。T=2。wp2=*pi。借助巴特沃斯(Butterworth)濾波器、切比雪夫(Chebyshev)濾波器、橢圓(Cauer)濾波器、貝塞爾(Bessel)濾波器等。為了計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)雙線性變換法一般T=2s通帶截止頻率wc1=(2/T)*tan(wp1/2)=tan()=wc2=(2/T)*tan(wp2/2)=tan()=阻帶截止頻率wr1=(2/T)*tan(ws1/2)=tan()=wr2=(2/T)*tan(ws2/2)=tan()=阻帶最小衰減αs=3dB和通帶最大衰減αp=15dB。阻帶截止頻率ωs2=：(1)根據(jù)任務(wù),確定性能指標(biāo):在設(shè)計(jì)帶通濾波器之前,首先根據(jù)工程實(shí)際的需要確定濾波器的技術(shù)指標(biāo):帶通濾波器的阻帶邊界頻率關(guān)于中心頻率ωp0幾何對(duì)稱，因此ws1=wp0 (ws2wp0)=通帶截止頻率wc1=,wc2=。 IIR濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程及MATLAB實(shí)現(xiàn) IIR濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程根據(jù)以上IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法，下面運(yùn)用雙線性變換法基于MATLAB設(shè)計(jì)一個(gè)IIR帶通濾波器，其中帶通的中心頻率為ωp0=。由于這種頻率之間的非線性變換關(guān)系，就產(chǎn)生了新的問(wèn)題。S平面整個(gè)jΩ軸單值地對(duì)應(yīng)于Z平面單位圓一周，即頻率軸是單值變換關(guān)系。也就是說(shuō)，S平面的左半平面映射到Z平面的單位圓內(nèi)，S平面的右半平面映射到Z平面的單位圓外，S平面的虛軸映射到Z平面的單位圓上。當(dāng)Ω1由π/T經(jīng)過(guò)0變化到π/T時(shí)，Ω由∞經(jīng)過(guò)0變化到+∞，也即映射了整個(gè)jΩ軸。為了克服這一缺點(diǎn)，可以采用非線性頻率壓縮方法，將整個(gè)頻率軸上的頻率范圍壓縮到π/T～π/T之間，再用z=esT轉(zhuǎn)換到Z平面上。如果要對(duì)高通和帶阻濾波器采用脈沖響應(yīng)不變法，就必須先對(duì)高通和帶阻濾波器加一保護(hù)濾波器，濾掉高于折疊頻率以上的頻率，然后再使用脈沖響應(yīng)不變法轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器。因而，一個(gè)線性相位的模擬濾波器（例如貝塞爾濾波器）通過(guò)脈沖響應(yīng)不變法得到的仍然是一個(gè)線性相位的數(shù)字濾波器。當(dāng)模擬濾波器的頻率響應(yīng)在折疊頻率以上處衰減越大、越快時(shí)，變換后頻率響應(yīng)混疊失真就越小。如果令Ha(s)是ha(t)的拉普拉斯變換，H(z)為h(n)的Z變換，利用采樣序列的Z變換與模擬信號(hào)的拉普拉斯變換的關(guān)系得(11)則可看出，脈沖響應(yīng)不變法將模擬濾波器的S平面變換成數(shù)字濾波器的Z平面，這個(gè)從s到z的變換z=esT是從S平面變換到Z平面的標(biāo)準(zhǔn)變換關(guān)系式。IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)際上是求解濾波器的系數(shù)和 ，它是數(shù)學(xué)上的一種逼近問(wèn)題，即在規(guī)定意義上（通常采用最小均方誤差準(zhǔn)則）去逼近系統(tǒng)的特性。輸入序列的頻譜經(jīng)過(guò)濾波后,因此，只要按照輸入信號(hào)頻譜的特點(diǎn)和處理信號(hào)的目的， 適當(dāng)選擇，使得濾波后的滿足設(shè)計(jì)的要求，這就是數(shù)字濾波器的濾波原理。數(shù)字濾波實(shí)質(zhì)上是一種運(yùn)算過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的運(yùn)算處理。接著研究分析了如何利用MATLAB仿真軟件來(lái)設(shè)計(jì)出符合各種要求的數(shù)字濾波器，并對(duì)所設(shè)計(jì)的濾波器進(jìn)行仿真得到系數(shù)，本文還應(yīng)用DSP集成開(kāi)發(fā)環(huán)境——CCS調(diào)試匯編程序，為后面在DSP上實(shí)現(xiàn)提供必要的數(shù)據(jù)。比較以上方法可見(jiàn)：可以采用MATLAB等軟件來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)字濾波器的基本知識(shí)，計(jì)算數(shù)字濾波器的系數(shù)，研究算法的可行性，對(duì)數(shù)字濾波器進(jìn)行前期的設(shè)計(jì)和仿真。它們體積小、保密性好，具有極高的性能，但靈活性差。2．用 DSP(Digital Signal Processing)處理器實(shí)現(xiàn)DSP處理器是專為數(shù)字信號(hào)處理而設(shè)計(jì)的，如TI公司的TMS320C54x系列，AD公司的ADSP2IX，ADSP210X系列等。高效率（因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系數(shù)小、乘法操作較少）與模擬濾波器有對(duì)應(yīng)關(guān)系可以解析控制，強(qiáng)制系統(tǒng)在指定位置為零點(diǎn)有極點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮穩(wěn)定性具有反饋，可能產(chǎn)生噪聲、誤差累積 數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)方法目前數(shù)字濾波器的主要實(shí)現(xiàn)方法有：1．在通用的微型計(jì)算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)。DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）與一般的微處理器相比有很大的區(qū)別，它所特有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令集合、數(shù)據(jù)流程方式為解決復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理問(wèn)題提供了便利，本文選用TMS320C5509作為DSP處理芯片，通過(guò)對(duì)其編程來(lái)實(shí)現(xiàn)IIR濾波器。數(shù)字濾波器又分為無(wú)限沖激響應(yīng)濾波器(IIR)和有限沖激響應(yīng)濾波器(FIR)。數(shù)字信號(hào)處理由于具有精度高、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于圖像處理、數(shù)字通信、雷達(dá)等領(lǐng)域。文中程序已經(jīng)過(guò)硬件驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明該設(shè)計(jì)符合要求。傳感器數(shù)字信號(hào)處理是利用傳感器對(duì)模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集并把其轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的電信號(hào)，并利用計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理以達(dá)到計(jì)算機(jī)輔助控制或是計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的目的。數(shù)字濾波器是對(duì)數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)濾波的線性時(shí)不變系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)成為高速實(shí)時(shí)處理的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用在語(yǔ)音識(shí)別、智能檢測(cè)、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。本課題主要應(yīng)用MATLAB軟件設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器，并對(duì)所設(shè)計(jì)的濾波器進(jìn)行仿真；應(yīng)用DSP集成開(kāi)發(fā)環(huán)境——CCS調(diào)試匯編程序，文章結(jié)合TM320C5509的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹了一種IIR濾波器在TM320C5509中的實(shí)現(xiàn)方法。數(shù)字濾波；IIR；DSP；TM320C5509；MATLAB目錄摘要…… I第1章 緒論 1 數(shù)字濾波器的優(yōu)越性 2 數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)的方法 2 主要研究?jī)?nèi)容 3第2章 濾波器基礎(chǔ) 4 4 IIR濾波器的設(shè)計(jì)方法及原理 5 IIR濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程及MATLAB實(shí)現(xiàn) 10 10 12 MATLAB程序 12 14 本章小結(jié) 14第3章 數(shù)字濾波器的DSP實(shí)現(xiàn) 15 TMS320C5509特點(diǎn) 15 DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 17 DSP系統(tǒng)的特點(diǎn) 17 DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程 18 DSP系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具CCS 18 IIR濾波器的設(shè)計(jì)框圖 19 20第4章 本文總結(jié) 23 總結(jié) 23參考文獻(xiàn) 23第一章 緒論 數(shù)字濾波器的優(yōu)越性DSP 芯片是一種特別適合數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器，主要用來(lái)實(shí)時(shí)、快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法。數(shù)字濾波器本質(zhì)上是一個(gè)完成特定運(yùn)算的數(shù)字計(jì)算過(guò)程，也可以理解為是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。由于DSP控制器具有許多獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，例如采用多組總線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)并行處理，獨(dú)立的累加器和乘法器以及豐富的尋址方式，采用 DSP控制器就可以提高數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的能力，可以對(duì)數(shù)字信號(hào)做到實(shí)時(shí)處理。但是IIR系統(tǒng)與傳統(tǒng)的通過(guò)硬件電路實(shí)現(xiàn)的模擬濾波器相比有以下優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝粵_擊響應(yīng)有無(wú)限多項(xiàng)。而且在MATLAB下的部分仿真程序還可以通過(guò)轉(zhuǎn)化為C語(yǔ)言，再通過(guò)DSP的C編譯器直接在D