【正文】 ，信號分析工具，通過擴展的應用程序產(chǎn)生相關的控制，快速保護功能，濾波器，應用程序的配置，自動的 S/W 測試工具，軟件配置工具。 Eye diagram。增加菜單項 。用 C 語言編寫程序，從而能節(jié)省開發(fā)者大量時間。中斷向量的定義 。有查找替代功能 。 CCS的引入，大大縮短了 DSP 的開發(fā)進程，開發(fā)成本也降低了很多。掃描仿真器不采用插入仿真的方法，而是通過 DSP 芯片上提供的幾個仿真端子實現(xiàn)仿真功能，這種方法為 TI 公司所開發(fā)，可用來解決高速 DSP 芯片的仿真。 (5)軟件開發(fā)系統(tǒng) SWDS 軟件開發(fā)系統(tǒng) SWDS 是一塊 PC插卡，可提供低成本的評價和實時軟件開發(fā)?？赡M外設，高速緩存及流水線，定時等功能 。 (2)初學者工具 DSK 初學者工具 DSK 是 TI公司提供給初學者進行 DSP 編程練習的一套廉價的實時軟件調(diào)試工具。 ③軟件模擬器 (Simulator)。此外還有一些 輔助工具程序，如文件格式轉(zhuǎn)換程序、庫生產(chǎn)程序和文檔管理程序等。 在【 Filter Design】欄中，上面五個圓圈是“五選一的選擇框，如果是簡單選頻類的濾波器，則在前四項中任選一項，如果是其他類，就要選定第五項，然后在它右方的復選框中用下拉菜單來選定具體類型，這里有數(shù)字微 分器，希爾波特變換器，還有一些我們未接觸過的其他濾波器，還有選擇 FIR 或 IIR 濾波器類型， IIR中有巴特沃斯、切比雪夫 I、切比雪夫 II和橢圓 4類， FIR中則有等波動法、最小二乘法和窗函數(shù)法三種。其中，右半部是圖形畫面，它的大小和顯示內(nèi)容受上述按鈕的控制。在信號處理工具箱中，這個工具的名稱為 fdatool(Filter Design and Analysis Tool的縮寫 )。 開發(fā)工具及環(huán)境 MATLAB 中的濾波器設計工具 MATLAB 共有五種設計 FIR 數(shù)字濾波器的方法。隨著下列有限字長的使用，誤差源增加： ● 輸入 /輸出信號量化 。因為 FIR 的單位脈沖響應是有限長度，所以 FIR濾波器是固有穩(wěn)定的，也就是說，一個有上下限的輸入總是產(chǎn)生一個有上下限的輸出，而IIR 濾波器可能穩(wěn)定，也可能不穩(wěn)定，主要依賴于濾波器的極點位置。 MATLAB 信號處理工具箱中的函數(shù) fir l 在設計帶阻和高通濾波器得到的濾波器的階數(shù)總是偶數(shù)階的，這是因為如果濾 波器的階數(shù)為奇數(shù)，它的頻率響應在 w=pi(對應于采樣頻率的二分之一處 )的值總是。differentiator時，此函數(shù)相應的設計數(shù)字希爾伯特變換器或數(shù)字微分器。 最小最大波動法的思想就是使全頻段上的最大波動達到最小，而且通過加權使通帶波動和阻帶波動控制到規(guī)定的比例。 離散最小二乘法是對濾波器幅特性而言的。最優(yōu)化方法的第一種是離散最小二乘法。最優(yōu)化就是一種能克服上述三個問題的數(shù)學方法。數(shù)組 f 中包含各邊緣頻率，其單位為 pi, _f f1 對應于采樣頻率的一半，即奈奎斯特頻率。也就是說無論設計所得的誤差有多大我們都接受，這種方法口 q 樸素設計法。 (2)作為復數(shù)序列的預期頻率特性應具有共扼對稱性，以保證其傅立葉反變換所得系數(shù)為實序列 。 %計算相對振幅 dB pha=angle(H)。 Function [db, mag, pha, grd, w]=myfreqz(b, a), %子程序的改進版本 %一 % [dB， mag, pha, grd, w]=myfreqz(b， a)。 m=ntao+epa。W)，那么其單位脈沖響應用傅立葉反變換求出。用窗函數(shù)設計 FIR濾波器的步驟為 : (1)根據(jù)對過渡帶寬 及阻帶衰減要求，選擇窗函數(shù)的類型并估計窗口長度 N。目前，新版本的 MATLAB 軟件 ()已經(jīng)集成了 TI 公司的 C2021, C5000, C6000 系列 DSP 的開發(fā)工具包，可在 MATLAB/SIMULINK環(huán)境中用圖形化的方式進行 DSP 的設計和仿真驗證，并能將設計的圖形文件 .mdl直接轉(zhuǎn)換成 C語言程序，其中 C2021系列的開發(fā)工具是 Embedded Target for TI C2021 DSP。當然在實際應用中可能還要考慮更多方面的因素。 (2)由于不存在穩(wěn)定性問題，所以設計相對簡單。由于有限字長效應，運算過程中將對系數(shù)進行舍入處理，引起極點的偏移，這種情況有時會造成穩(wěn)定性問題，甚至造成寄生振蕩。此外，任何數(shù)字信號處理系統(tǒng)中也還不可避免地用到模擬濾波器，比如 A/D 變換器前的抗混疊濾波器及 D/A 轉(zhuǎn)換后的平緩濾波器，因此模擬濾波器設計也是數(shù)字信號處理中應當掌握的技術。通常，選頻濾波器的指標要求都以幅頻特性給出，對相頻 特性不作要求，如果需要對輸出波形有嚴格要求，如語音合成、波形傳輸?shù)?，則要求設計線性相位數(shù)字濾波器。 (3)由于 FIR 濾波器一般為非遞歸結構，因此在有限精度運算下，不會出現(xiàn)遞歸型結構中的極限震蕩等不穩(wěn)定現(xiàn)象，誤差較小 。對于無限沖激響應數(shù)字濾波器 (IIR )，它的輸出不僅取決于過去和現(xiàn)在的輸入，還跟過去的輸出有關。若其系統(tǒng)函數(shù)為 H (z)，其脈沖響應為 h(n)，對輸入時間序列為 x(n)，若輸出時間序列為 y(n)，則它們在時域內(nèi)有如下關系 : y(n) h(n)* x(n) (21) 在 z 域內(nèi)有如下關系 : y(z) h(z)* x(z) (22) 式中 x(z), y(z)分別是 x(n), y(n)的 z 變換。其余各類濾波器共占 13%0 從這些應用比例來看，我國電子產(chǎn)品要想實現(xiàn)大規(guī)模集成，濾波器集成化仍然是個重要課題。當然，對濾波器本身的研究仍在不斷進行。我國濾波器研制和生產(chǎn)與上述要求相差甚遠，為縮短這個差距，電子工程和科技人員負有重大的歷史責任陰。晶體濾波器占 20%:機械濾波器占 15%。 80 年代，致力于各類新型濾波器的研究，努力提高性能并逐漸擴大應用范圍。 課題研究的現(xiàn)狀 凡是有能力進行信號處理的裝置都可以稱為濾波器。數(shù)字濾波器擴展了應用范圍，例如數(shù)字圖象處理、模式識別、譜分析等。 數(shù)字濾波在數(shù)字信號處理中占有重要的地位，數(shù)字濾波器又分為無限沖激響應濾波器 (IIR)和有限沖激響應濾波器 (FIR). FIR 濾波器具有不含反饋環(huán)路、結構簡單以及可以實現(xiàn)的嚴格線性相位等優(yōu) 點，因而在對相位要求比較嚴格的條件下，易采用 FIR 數(shù)字濾波器。在許多信號處理應用中使用數(shù)字濾波器代替模擬濾波器是有利的。著名 TMS320 系列芯片已為科技界所熟知。目前， DFT 已有許多實用有效的快速 DFT 算法即 FFT 算法和軟件，其性能主要決定于采樣 (實際上還包括模 /數(shù)轉(zhuǎn)換 )率和處理器的運算速度。在電子儀器和測量中，最典型的是用頻譜分析儀對信號進行頻譜分析，從而了解和取得信號的頻率 (或頻譜 )特性。 以一個 FIR 數(shù)字帶阻濾波器的實現(xiàn)為例對 TMS320LF2407A 硬件接口電路及 DSP 程序進行調(diào)試，使之達到設計指標。介紹了利用 MATLAB 設計 FIR 濾波器的各種方法 (包含窗函數(shù)設計法、頻率樣本設計法、等波動法和最小二乘法 )以及如何用 MATLAB 中的濾波器設計工具 fdatool 設計各種類型的濾波器。該 FIR濾波器的相位響應可為嚴格的線性，因此它不存在延遲失真，只有固定的時間延遲，適用于圖像信號處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫圆ㄐ螖y帶信息的系 統(tǒng)。 .尤其是頻率范圍寬、指標高的，設計制造的難度就更高，而其價格也非常昂貴。為了保證數(shù)字化后的信號數(shù)據(jù)不喪失原信號的特性，采樣頻率應大于 或至少等于信號截止頻率的 2 倍。 數(shù)字濾波作為數(shù)字信號處理的重要組成部分有著十分廣泛的應用前景，可作為應用系統(tǒng)對信號的前置處理。用可編程 DSP芯片實現(xiàn)數(shù)字濾波可通過修 改濾波器的參數(shù)十分方便的改變?yōu)V波器的特性。由于 DSP 控制器具有許多獨特的結構，例如采用多組總線結構實現(xiàn)并行處理，獨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)字信號處理運算的能力，可以對數(shù)字信號做到實時處理。 (2)對干擾信號的抑制能力有了明顯提高，這對系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性的提高起到了促進作用。濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣，器的研究和生產(chǎn)歷來為各國所重視。 我國廣泛使用濾波器是 50 年代后期的事，當時主要用于話路濾波和報路濾波。從這些應用比例來看，我國電子產(chǎn)品要想實現(xiàn)大規(guī)模集成，濾波器集成化仍然是個重要課題。20 世紀 50 年代無源濾波器日趨成熟。我國現(xiàn)有濾波器的種類和所覆蓋的頻率己基本上滿足現(xiàn)有各種電信設備。有源濾波器雖然很大地改進了濾波器的性能，也降低了一些制造工藝的難度，但從其性能的大幅度改進，與其它信號處理技術的結合，實現(xiàn)的手段之便捷，還是要數(shù)數(shù)字濾波器后來居上。 數(shù)字濾波器總體可以分為兩大類，一類稱為經(jīng)典濾波器，輸入信號中的有用成分和希望濾除的成分占用不同的頻帶，通過適當?shù)倪x頻濾波器可實現(xiàn)濾波 。這是濾波器設計所要研究的主要問題。39。因此，指標的形式應為頻域中的幅度和相位響應。但是這 個高效率是以相位的非線性為代價的。 從設計工具看， IIR 濾波器可以借助模擬濾波器的成果，因此一般都有有效的封閉形式的設計公式可供參考，計算工作量比較小，而且對計算工具的要求不高 。而 FIR 濾波器則要靈活的多，尤其是他易于適應某些特殊應用，如構成數(shù)字微分器或希爾伯特變換器等，因而有更大的適應性和廣闊的應用領域。 Blackman 窗進一步抑制旁瓣，使第一旁瓣的衰減達到 58 dB，但主瓣的寬度是矩形窗的 3 倍，以上三種窗函數(shù)都是以增加主瓣寬度為代價換取一定程度的旁瓣抑制。用戶可以在 MATLAB 中調(diào)用這些圖形化的功能模塊及 S IMULINK 環(huán)境中的其他模塊建立數(shù)字信號處理的模型，并可以對模塊進行仿真驗證，然后生成 DSP 的 C 語言代碼及 CCS 的工程項目文件，在 CCS 中修改、編譯后就可以下載到 DSP 目標板中運行。窗函數(shù)類型確定后，其計算公式也確定了，不過這些公式是近似的，得出的長度還要在計算中逐步修正。其他選頻濾波器特性都可以由低通特性合成。 (3)計算濾波器的單位脈沖響應 h(n)。)。 (5)如果不滿足要求，可根據(jù)具體情況，調(diào)整窗函數(shù)類型和長度，重復前面步驟，直到滿足要求為止。這意味著其幅頻特性及其反變換所得序列應該具有對稱或反對稱的特點。缺點是邊緣頻率不易控制。 窗函數(shù)設計和頻率樣本設計技術都易于理解和實現(xiàn)。用 E(w)表示理想濾波器 Hd(w)和所設計濾波器之間的幅頻特性誤差 E(w)= Hd(w)H(w) (29) 如果這個誤差平方的連續(xù)積分 eze 作為最優(yōu)化的目標函數(shù)，則可以證明采用矩形窗時均方誤差是最小的，也就是說，矩形窗是連續(xù)最小均方誤差的最優(yōu)設計法。具有這種性質(zhì)的濾波器幅頻特性在通帶和阻帶上的誤差峰值是均勻分布的。然后和濾波器的設計參數(shù)建立數(shù)學關系，最后找到能使指標達到最小的參數(shù)的公式。 (3)如何建立進行頻率修正的算法 ?ParksMcClellan 算法是利用 Remez交換算法導出的迭代算法，在 MATLAB 中實現(xiàn)該算法的函數(shù)為 :emez，它最常用的句法為 :[h]=remez(M, f, A, weights, ftype)。它們的預期幅頻特性由逐段為常數(shù)的直線組成，并對零頻率成偶對稱。 FIR 和 IIR 數(shù)字濾波器的一些特征使它們相互之間能夠區(qū)分，同時它們在執(zhí)行時需要進行一些專門考慮，包括相位特性、穩(wěn)定性和系數(shù)量化影響。這種近似引入濾波器系數(shù)的量化誤差，導致濾波器頻率響應與理想情況有偏移。 ● 相關的四舍五入 (或截斷 )噪聲 。第三種方法是最小二乘約束設計法，它是使設計的濾波器和理想濾波器的誤差在整個頻段上積分，使得積分值最小，對應的 MATLAB函數(shù)有 fircls, firclsl。 界面最上面的一行是文字菜 單，第二行是圖標按鈕菜單 :下面是主畫面菜單區(qū)，它大體也分為上下兩半，為了方便，我們分別稱為上、下畫面菜單區(qū) 。這些濾波器系數(shù)可以由【 File】中的 ( Export】導出，輸出變量的名稱可以指定，導出的目標位置可以是 MATLAB 工作空間，或者其他指定的文件。 DSP 芯片開發(fā)工具 可編程 DSP 芯片的開發(fā)需要一整套完整的軟硬件開發(fā)工具。 ③輔助程序，如文檔管理程序和代碼格式轉(zhuǎn)換程序等 。 ⑥仿真器 XDS 。 (3)軟件模擬器 軟件模擬器是一種模擬 DSP 芯片各種功能并在非實時條件下進行軟件調(diào)試的一種調(diào)試工具，它不需要目標硬件支持，只需要在計算機上運行，是一種廉價、方便的調(diào)試工具?？稍谌≈噶钭x寫存儲器及錯誤條件滿足時設置斷點 。目前主