【正文】 其中雙線性變換法，巴特沃斯設(shè)計(jì)模擬濾波器的運(yùn)用，也比較熟悉了 。 DSP 系統(tǒng)的開發(fā)工具 CCS CCS是一種針對 TMS320 系列 DSP的集成開發(fā)環(huán)境 ,在 Windows操作系統(tǒng)下，采用圖形接口界面，提供有環(huán)境配置、源文件編輯、程序調(diào)試、跟蹤和分析等工具。 1． 根據(jù)系統(tǒng)的任務(wù)要求，確定系統(tǒng)處理精度要求、速度要求、實(shí)時(shí)性要求等性能指標(biāo)。 4．精度高 ： 16 位數(shù)字系統(tǒng)可以達(dá)到 105級的精度。在其地址數(shù)據(jù)流程單元還包括一個(gè) 16bit 的算術(shù)邏輯電路（ ALU），為主 ALU提供簡單的算術(shù)運(yùn)算。 CB 和 DB 總線傳送雙操作數(shù)。 C5000系列 DSP 是 針對個(gè)人便攜設(shè)備而設(shè)計(jì)的，如音樂播放器、 3G 蜂窩電話、數(shù)碼相機(jī)、高速音頻設(shè)備、高精度的信號和多通道應(yīng)用。一些DSP 在做內(nèi)循環(huán)處理中把中斷屏蔽了，另一些則以類似后臺處理的方式支持快速中斷。還有 DMOV 指令，它完成數(shù)據(jù)移位功能。也就是說，處理器可以并行處理 26 條指令，每條指令處于流水線上的不同階段。 TMS320C5509中共有 12 條總線： 1 條 32 位程序數(shù)據(jù)總線 (PB)， 1 條 24 位程序地址總線 (PAB)，5 條 16 位的數(shù)據(jù)總線 (BB、 CB、 DB、 EB、 FB)和 5 條 24 位的數(shù)據(jù)地址總線 (BAB、CAB、 DAB、 EAB、 FAB)。因此，直到 20 世紀(jì) 70 年代，有人才提出了 DSP 的理論和算法基礎(chǔ)。 第三 章 數(shù)字濾波器的 DSP 實(shí)現(xiàn) 數(shù)字信號處理器 (Digital Signal Processor)是一種適合對數(shù)字信號進(jìn)行高速實(shí)時(shí)處理的專用處理器，其主要用來實(shí)時(shí)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。20*lg|H(jw)|(db)39。) title(39。 %用雙線性變換法將 H(s)轉(zhuǎn)換成數(shù)字帶通濾波器 H(z) w=linspace (0,2*pi,500)。 %將指標(biāo)轉(zhuǎn)換成歸一化模擬低通濾波 器的指標(biāo) N=buttord(normwc,normwr,Ap,As,39。wr2=(2/T)*tan(ws2/2)。 Ap=3。 (3)運(yùn)用低通到帶通頻率變換公式 λ =(((Ω ^2)(Ω 0^2))/(B*Ω ))將模擬帶通濾波器指標(biāo)轉(zhuǎn)換為模擬低通濾波器指標(biāo)。通帶截止頻率ωp1= ,ω p2= 。這個(gè)關(guān)系如式（ 18）所示，重寫如下： 上式表明， S 平面上 Ω 與 Z 平面的 ω 成非線性的正切關(guān)系，如圖 77所示。將式（ 15）寫成 o－ 1 1Z 平面jI m [ z ]R e [ z ]?? / Tj?1?1－ ?? / TS1平面S 平面j?? o o????????? 2tan2 1TT2/2/2/2/11112TjTjTjTj ee eeTj????? ?????將此關(guān)系解析延拓到整個(gè) S 平面和 S1 平面，令 jΩ =s， jΩ 1=s1，則得 再將 S1 平面通過以下標(biāo)準(zhǔn)變換關(guān)系映射到 Z平面 z=es1T 從而得到 S平面和 Z平面的單值映射關(guān)系為： （ 16） （ 17） 式（ 16）與式（ 17）是 S平面與 Z平面之間的單值映射關(guān)系，這種變換都是兩個(gè)線性函數(shù)之比，因此稱為雙線性變換 式（ 15）與式（ 16）的雙線性變換符合映射變換應(yīng)滿足的兩點(diǎn)要求。當(dāng)然這樣會進(jìn)一步增加設(shè)計(jì)復(fù)雜性和濾波器的階數(shù)。這時(shí)，采用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器才能得到良好的效果。如果在 S平面上去逼近，就得到模擬濾波器；如果在 z平面上去逼近，就得到數(shù)字濾波器。輸入數(shù)字信號 （數(shù)字序列）通過特定的運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵龅臄?shù)字序列，因此，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)算過程，也可以理解為是一臺計(jì)算機(jī)。而后，用 DSP 處理器或 FPGA 進(jìn)行數(shù)字濾波的硬件實(shí)現(xiàn)。它的主要數(shù)字運(yùn)算單元是一個(gè)乘累加器 (Multiplyaccumulator， MAC)，能夠在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成一次乘累加運(yùn)算，配有適合于信號處理的指令，具備獨(dú)特的循環(huán)尋址和倒序?qū)ぶ纺芰Α? 對數(shù)字濾波器而言 ,從實(shí)現(xiàn)方法上 ， 有 FIR 濾波器和無限沖激響應(yīng) (IIR)濾波器之分。數(shù)字濾波技術(shù)在數(shù)字信號處理中占有極其重要的地位，數(shù)字濾波器根據(jù)其單位脈沖響應(yīng)可分為 IIR（無限長沖激響應(yīng)濾波器）和 FIR（有限長沖激響應(yīng)濾波器）兩類。用 DSP 芯片實(shí)現(xiàn) IIR 數(shù)字濾波器，不僅具有精確度高、不受環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)，而且因 DSP 芯片的可編程性，可方便地修改濾波器參數(shù)，從而改變?yōu)V波器的特性，設(shè)計(jì)十分靈活?；?DSP 的 IIR 濾波器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理已經(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)用在語音識別、智能檢測、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域 。 本課題主要應(yīng)用 MATLAB 軟件設(shè)計(jì) IIR 數(shù)字濾波器，并對所設(shè)計(jì)的濾波器進(jìn)行仿真；應(yīng)用 DSP 集成開發(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。 IIR 濾波器可以用較少的階數(shù)獲得很高的選擇特性，但在有限精度的運(yùn)算中，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，而且相位特性不好控制。由于 FIR 濾波器只有零點(diǎn) ， 因此這一類系統(tǒng)不像 IIR 系統(tǒng)那樣易取得比較好的通帶與阻帶衰減特性。這些特點(diǎn)都非常適合數(shù)字信號處理中的濾波器設(shè)計(jì)的有效實(shí)現(xiàn)，并且它速度快、穩(wěn)定性好、編程方便。本課題設(shè)計(jì)的 FIR 數(shù)字濾波器就是用 MATLAB 進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，用 DSP 處理器來實(shí)現(xiàn)。描述離散系統(tǒng)輸出與輸入關(guān)系的卷積和差分方程只是給數(shù)字信號濾波器提供運(yùn)算規(guī)則，使其按照這個(gè)規(guī)則完成對輸入數(shù)據(jù)的處理。 IIR數(shù)字濾波器 利用模擬濾波器來設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，也就是使數(shù)字濾波器能模仿模擬濾波器的特性，這種模仿可以從不同的 角度出發(fā)。 圖 12 脈沖響應(yīng)不變法中的頻響混疊現(xiàn)象 對某一模擬濾波器的單位沖激響應(yīng) ha(t)進(jìn)行采樣，采樣頻率為 fs，若使 fs增加，即令采樣時(shí)間間隔（ T=1/fs）減小，則系統(tǒng)頻率響應(yīng)各周期延拓分量之間相距更 遠(yuǎn)，因而可減小頻率響應(yīng)的混疊效應(yīng)。 IIR 數(shù)字濾波器 脈沖響應(yīng)不變法的主要缺點(diǎn)是產(chǎn)生頻率響應(yīng)的混疊失真。 首先 ,把 z=ejω ，可得 （ 18） 即 S 平面的虛 軸映射到 Z平面的單位圓。 由圖 77 看出，在零頻率附近，模擬角頻率Ω與數(shù)字頻率ω之間的變換關(guān)系接近于線性關(guān)系；但當(dāng) Ω 進(jìn)一步增加時(shí)， ω 增長得越來越慢，最后當(dāng) Ω →∞時(shí)，ω 終止在折疊頻率 ω =π處，因而雙線性變換就不會出現(xiàn)由于高頻部分超過折疊頻率而混淆到低頻部分去的現(xiàn)象，從而消除了頻率混疊現(xiàn)象。通帶最大衰減α p=3dB。 B=wc2wc1= normwr1=(((wr1^2)(w0^2))/(B*wr1))= normwr2=(((wr2^2)(w0^2))/(B*wr2))= normwc1=(((wc1^2)(w0^2))/(B*wc1))=1 normwc2=(((wc2^2)(w0^2))/(B*wc2))=1 得出， normwc=1， normwr= 模擬低通濾波器指標(biāo)： normwc=1， normwr=，α p=3dB，α s=15Db (4)設(shè)計(jì)模擬低通原型濾波器。ws2=*pi。 w0=(2/T)*tan(wp0/2)。s39。 h=freqz(b,a,w)。頻譜函數(shù) 39。) title(39。在當(dāng)今的數(shù)字化時(shí)代， DSP 己成為通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)和其它電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)器件。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展， 1982 年世界上誕生了第一片 DSP 芯片。 作為嵌入式芯片的一種， DSP 芯片是一種非常適合于進(jìn)行數(shù)字信號處理的微處理器芯片，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理運(yùn)算。 3．專用的硬件乘法器 在一般形式的 FIR 濾波器中，乘法是 DSP 的重要組成部分。在數(shù)字信號處理中，延遲操作非常重要，這個(gè)延遲就是由DMOV指令來實(shí)現(xiàn)的 [9]。許多 DSP 使用硬連線的堆棧來保存有限的上下文，而有些則用隱蔽的寄存器來加快上下文轉(zhuǎn)換時(shí)間。通常人們把 C54x 和 C55x 系列通稱 C5000 系列，主要用于功耗低、便攜式的無線通信終端產(chǎn)品。 DB 總線傳送單操作數(shù)。 55x 的指令集功能強(qiáng)大而且使用靈活，它同時(shí) 具有易于使用和程序效率高的特點(diǎn)。 5．可重復(fù)性好 ： 模擬系統(tǒng) 的性能受元器件參數(shù)性能變化的影響比較大，而數(shù)字系統(tǒng)基本不受影響，因此數(shù)字系統(tǒng)便于測試、調(diào)試和大規(guī)模生產(chǎn)。 2． 根據(jù)系統(tǒng)的要求進(jìn)行高級語言的算法模擬，比如使用 MATLAB 等仿真工具，驗(yàn)證算法的可行性，得出最佳的處理方法。 CCS 有兩種工作模式，即 軟件仿真器模式：可以脫離 DSP 芯片，在 PC機(jī)上 模擬 DSP的指令集和工作機(jī)制，主要用于前期算法實(shí)現(xiàn)和調(diào)試 。 通過對數(shù)字 帶 通濾波器的設(shè)計(jì)，熟悉了 MATLAB 的運(yùn)行環(huán)境，初步掌握了MATLAB 語言在數(shù)字信號處理中一些基本庫函數(shù)的調(diào)用和編寫基本程序等應(yīng)用；熟悉了濾波器設(shè)計(jì)的一般原理，對濾波器有了一個(gè)感性的認(rèn)識；學(xué)會了數(shù)字 高 通濾波器設(shè)計(jì)的一般