數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)--基于dsp的fir數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 ??? ? X（ k）一般是由實(shí)部和虛部組成的復(fù)數(shù)，即： 1(k) (K)RXjXX?? 因此，計(jì)算功率譜時(shí)只需將 FFT變換好的數(shù)據(jù)，按照實(shí)部和虛部求他們的平方和。直接看了題目后就開(kāi)始敲程序，由于之前實(shí)驗(yàn)已經(jīng)做過(guò)關(guān)于 IIR和 FIR濾波器的設(shè)計(jì)，所以認(rèn)為這次課程設(shè)計(jì)應(yīng)該很簡(jiǎn)單。所以由此可知，要將所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)的聯(lián)系起來(lái)，課程設(shè)計(jì)和平時(shí)學(xué)習(xí)一樣，也是一環(huán)扣一環(huán)，哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致最終結(jié)果出差錯(cuò)。 N=ceil(11*pi/tr_width)+1 n=[0:1:M1]。 we=(ws+wp)/2。 tr_width=wswp。 As=60。 還有一點(diǎn)，這次課程設(shè)計(jì)用到了很多上一學(xué)期學(xué)到的知識(shí)，對(duì)信號(hào)采樣時(shí)需要注意的地方很多，如何確定采 樣頻率，采樣長(zhǎng)度等等，都需要經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，而不能隨便亂取值。 當(dāng)對(duì)信號(hào)源輸入信號(hào)做出改變時(shí)，如上圖所示，說(shuō)明經(jīng)過(guò)所設(shè)計(jì)的低通濾波器輸出此號(hào)也隨之改變，仿真結(jié)果表明，基于 DSP實(shí)現(xiàn)的濾波器具有穩(wěn)定性好，精確度高，靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的實(shí)時(shí)濾波。在這種尋址方式下， AR0 存放的整數(shù) N是 FFT 點(diǎn)的一半，一個(gè)輔助存儲(chǔ)器指向一個(gè)數(shù)據(jù)存放的單元，當(dāng)使用位碼倒置尋址將 AR0 加到輔助存儲(chǔ)器時(shí)，地址將以位碼倒置的方式產(chǎn)生。 Matlab實(shí)現(xiàn) FIR數(shù)字濾波器的幾種方法 14 語(yǔ)法格式： B=firl（ n， Wn）； B=firl（ n， Wn，‘ ftype’）； B=firl（ n， Window） B=firl(n,Wn,’ ftype’ window). （ 1） 低通濾波器的 MATLAB實(shí)現(xiàn) 使用矩形窗， Hanning窗， hamming窗，布萊 克曼窗對(duì)帶通原形進(jìn)行截取，低通濾波器 指標(biāo)特性給出如下： fs=250KHZ,fp=20KHZ,Fs=30KHZ,通帶最大衰減 Ap=3dB,阻帶最小衰減 As=50dB 其設(shè)計(jì)結(jié)果如下： 幅度響應(yīng) 相位響應(yīng) （ 2）帶通濾波器的設(shè)計(jì) 使用矩形窗、 hanning 窗、 hamming 窗、布萊克曼窗四種窗對(duì)帶通原形進(jìn)行截取。一般在 ??nh 尾部加零使長(zhǎng)度滿足 2的整數(shù)次冪，以便用 FFT計(jì)算 ? ??jeH 。這種吉布斯效應(yīng)是由于將 (n)dh 直接截?cái)嘁鸬模虼?，也稱(chēng)為截?cái)嘈?yīng)。 （ 3） Chebyshev 逼近法 窗函數(shù)法和頻率采樣法設(shè)計(jì)出的濾波器的頻率特性都是在不同意義上對(duì)所給理想頻率特性 ()jwdhe 的逼近。 濾波器設(shè)計(jì)方法 FIR濾波器的設(shè)計(jì)任務(wù)就是給定要求的頻率特性，按一定的最佳逼近準(zhǔn)則，選取濾波器轉(zhuǎn)移函數(shù) H（ z）中的各個(gè)參數(shù) h（ n），即濾波器的單位抽樣響應(yīng)及階數(shù) N，使得頻率特性滿足設(shè)計(jì)要求。C54X 的時(shí)鐘產(chǎn)生包括一個(gè)內(nèi)部的振蕩器和一個(gè)鎖相環(huán)（ PLL）電路。 MAX706 系列監(jiān)控器性能價(jià)格比極高。 （ 4） JTAG 接口設(shè)計(jì) Joint Test Action Group；聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組主要用于芯片內(nèi)部 8 測(cè)試。在本數(shù)字濾波器系統(tǒng)中選擇了 TI 公司的 TLV 1570 芯片作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件， 8 通道 10 位 V 低電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。兩路輸出信號(hào)可以通過(guò)加法器進(jìn)行信號(hào)模擬處理和混疊，作為信號(hào)濾波處理的混疊信號(hào)源，混疊后的信號(hào)從信號(hào)源 1 輸出，信號(hào)源單元原理如圖 4 所示。 5 四、硬件設(shè)計(jì) 硬件整體電路及框圖 根據(jù)使用 DSP 芯片的相關(guān)原則，以及芯片手冊(cè)具體決定未用端子是接上拉電阻還是懸空。 一般來(lái)說(shuō) DSP 的設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)遵循一定的設(shè)計(jì)流程，如圖 示 4 圖 系統(tǒng)流圖 系統(tǒng)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)如圖所示，由給出所設(shè)計(jì)的 FFT 的技術(shù)指標(biāo)，用 MATLAB 求解參數(shù)并仿真。 （ 3）用 FPGA 可編程器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后通過(guò) DSP結(jié)合 ，最終實(shí)現(xiàn)了基于 DSP的 FIR數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì)。 3 DSP 系統(tǒng)各部分分析 2 三、系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 二、概 述 3 DSP 系統(tǒng)原理框圖 5 硬件各部分組成簡(jiǎn)介 13 Matlab 軟件介紹 23 1 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì) 一、 摘要 數(shù)字濾波器是數(shù)字信號(hào)處理中最重要的組成部分之一，數(shù)字濾波器是由數(shù)字乘法器、加法器和延時(shí)單元組成的一種算法或裝置，可作為應(yīng)用系統(tǒng)對(duì) 信號(hào)的前期處理。數(shù)字信號(hào)在通信、語(yǔ)音、圖像、自動(dòng)控制、雷達(dá)、航空航天、醫(yī)療和家用電器等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然后利用 DSP 來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波的設(shè)計(jì)。 DSP 系統(tǒng)各部分分析 通過(guò)初期在 MATLAB 中仿真，確定濾波器參數(shù)。 TMS320VC5402 為低功耗定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器，其運(yùn)算速度最快可達(dá) 532MIPS。 7 由于模數(shù)轉(zhuǎn)換選擇了 10 位器件，為了簡(jiǎn)化程序代碼，減少 DSP 的運(yùn)算工作量，在本數(shù)字濾波器系統(tǒng)中選擇了 TI 公司的 TLV5608 芯片，它是一款 8 通道 10位 到 V 低電壓數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。其高速串行接口包含五根信號(hào)線 :SCLK 串行時(shí)鐘輸入、SDIN 串行數(shù)據(jù)輸入、 SDOUT 串行數(shù)據(jù)輸出、 FS 幀同步信號(hào)、 CS 片選信號(hào)。 JTAG 編程方式是在線編程，傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對(duì)芯片進(jìn)行預(yù)編程然后再裝到板上，簡(jiǎn)化的流程為先固定器件到電路板上，再用 JTAG 編程，從而大大加快工程進(jìn)度。可以滿足3 V 電源系統(tǒng)和 5 V 電源系統(tǒng)的需要。
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