基于dsp的fir濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 的類型；而由于數(shù)字系統(tǒng)可以對(duì)延時(shí)器加以利用，因此可以引入一定程度的非因果性，獲得比傳統(tǒng)的因果濾波器更靈活強(qiáng)大的特性；IIR 濾波器的特征是具有無限持續(xù)時(shí)間沖激響應(yīng)，這種濾波器一般需要用遞歸模型來實(shí)現(xiàn)，因而有時(shí)也稱之為遞歸濾波器，而FIR濾波器的沖激響應(yīng)只能延續(xù)一定時(shí)間，在工程實(shí)際中可以采用遞歸的方式實(shí)現(xiàn)，也可以采用非遞歸的方式實(shí)現(xiàn)，但其結(jié)構(gòu)主要還是是非遞歸結(jié)構(gòu)，沒有輸出到輸入的反饋，并且FIR濾波器很容易獲得嚴(yán)格的線性相位特性，避免被處理信號(hào)產(chǎn)生相位失真，而線性相位體現(xiàn)在時(shí)域中僅僅是h(n)在時(shí)間上的延遲，這個(gè)特點(diǎn)在圖像信號(hào)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔ㄐ蝹鬟f系統(tǒng)中是非常重要的，且不會(huì)發(fā)生阻塞現(xiàn)象，能避免強(qiáng)信號(hào)淹沒弱信號(hào)，因此特別適合信號(hào)強(qiáng)弱相差懸殊的情況。主要應(yīng)用是實(shí)時(shí)快速的實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法，如卷積及各種變換等。DSP芯片是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器。按照數(shù)字濾波器的特性，它可以被分為線性與非線性、因果與非因果、無限長(zhǎng)沖擊響應(yīng)（IIR）與有限長(zhǎng)沖擊響應(yīng)（FIR）等等。由于它具有豐富的硬件資源、改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)、高速數(shù)據(jù)處理能力和強(qiáng)大的指令系統(tǒng)而在通信、航空、航天、雷達(dá)、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我們將通過DSP設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)較為重要的FIR和自適應(yīng)濾波器系統(tǒng)。70年代初，有人提出了DSP的理論和算法基礎(chǔ)。此時(shí)，DSP芯片不僅在通信、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域大顯身手，而且已擴(kuò)大到人們的學(xué)習(xí)、工作和生活的各個(gè)方面?！≈饕芯?jī)?nèi)容本課題是基于TI公司近年推出的高性能定點(diǎn)DSP TMS320C5410設(shè)計(jì)濾波器系統(tǒng)，如：有限沖擊響應(yīng)濾波器（FIR）。如A/D轉(zhuǎn)換，如果輸入的是數(shù)字信號(hào)，就可以直接交給DSP進(jìn)行運(yùn)算。另外，DSP 系統(tǒng)中的高速時(shí)鐘通常在幾十兆赫，可能帶來高頻干擾和電磁泄漏等問題， 而且DSP 的功率消耗在系統(tǒng)中也是較大的。其他系列產(chǎn)品應(yīng)用較少或已經(jīng)淘汰。相對(duì)C2000系列來說，其內(nèi)部存儲(chǔ)更大，運(yùn)行速度更快，更適合執(zhí)行較為復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理任務(wù)，但控制功能相對(duì)較弱。它屬于TI C5000系列中的C54X系列，正如前面所說，同一系列的DSP具有相同的內(nèi)核、相同或兼容的匯編指令集，差別僅在于內(nèi)存儲(chǔ)器的大小，片內(nèi)外設(shè)等等，所以就首先介紹一下C54系列DSP普遍具有的特點(diǎn)和性能。. CCS開發(fā)環(huán)境本節(jié)將介紹CCS Code Composer Studio 的基本開發(fā)環(huán)境、軟件開發(fā)過程、CCS組件。 CCS基本編輯界面在利用CCS編程的過程中，不可避免的要遇到如何將程序變量分配到內(nèi)存中去的問題。 3 FIR濾波器的設(shè)計(jì) FIR濾波器的基本理論 FIR濾波器的特點(diǎn)數(shù)字濾波器的功能，就是把輸入序列通過一定的運(yùn)算變換成輸出序列。在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，如圖像處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔ㄐ蝹鬟f系統(tǒng)中都越來越多的要求信道具有線性的相位特性。FIR濾波器的設(shè)計(jì)任務(wù)，是要決定一個(gè)轉(zhuǎn)移函數(shù)H(z)，使它的頻率響應(yīng)滿足給定的要求?？捎衫硐腩l率特性 通過傅氏反變換得到， ()一般來說，這樣得到的理想單位脈沖響應(yīng)序列是個(gè)無限長(zhǎng)序列，因而是非因果的。頻率抽樣法是從頻率出發(fā)， 將給定的理想頻響加以等間隔抽樣。、 等人應(yīng)用切比雪夫逼近理論提出了一種設(shè)計(jì)FIR濾波器的計(jì)算機(jī)輔助算法。此外，它的阻帶最大衰減一般，也只有3050dB左右， 很難滿足頻域特性要求較高的場(chǎng)合。結(jié)果就是截取出的信號(hào)也相應(yīng)失真，為了補(bǔ)償這種失真，只有改變?cè)瓉泶翱诘男螤?，修正?jīng)過時(shí)域截取后的窗口失真。其中窗函數(shù)法可以應(yīng)用比較現(xiàn)成的窗函數(shù)，因而設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，在指標(biāo)要求不高的場(chǎng)合使用方便靈活。若上式中所有的均為零，則有FIR濾波器的差分方程為： ()對(duì)上式進(jìn)行Z變換得到FIR濾波器的傳遞函數(shù)為： ()由上式可以看出，H(z)是的N1次多項(xiàng)式，它在z平面內(nèi)有N1個(gè)零點(diǎn)，同時(shí)在原點(diǎn)處有N1個(gè)重極點(diǎn)。 本來在計(jì)算量相等的情況下，IIR數(shù)字濾波器比FIR濾波器的幅頻特性優(yōu)越，頻率選擇性也好，但是，它有著致命的缺點(diǎn)，相位特性不好控制。所以，一般在編程過程中，使用 rcp 文件對(duì)程序進(jìn)行內(nèi)存分rcp文件全稱是 recipe 文件，這是一種圖形化界面的內(nèi)存分配文件。下面將著重介紹前兩項(xiàng)。這種并行性支持一套強(qiáng)大的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和位操作運(yùn)算，所以使得這些運(yùn)算可以在單個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成。在TI的所有系列DSP中運(yùn)行速度最快。它是一個(gè)控制器系列，主要應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，它除了具有一個(gè)DSP內(nèi)核外，還有大量的片內(nèi)外設(shè)資源，如A/D、定時(shí)器、各種同步和異步串口、看門狗、CAN總線接口等；加上其價(jià)格低廉，速度更高，可靠性更強(qiáng)，可以取代傳統(tǒng)單片機(jī)。一般來說DSP的設(shè)計(jì)過程應(yīng)遵循一定的設(shè)計(jì)流程。(4)穩(wěn)定性好DSP 系統(tǒng)以數(shù)字處理為基礎(chǔ)， 受周圍環(huán)境，如噪聲、溫度等的影響小、可靠性高；(5)精度高 例如16位數(shù)字系統(tǒng)可以達(dá)到105的精度；(6)可重復(fù)性好 模擬系統(tǒng)的性能受元件參數(shù)性能變化影響大，而數(shù)字系統(tǒng)基本不受影響，更便于測(cè)試、調(diào)試和大規(guī)模生產(chǎn)。 典型的DSP系統(tǒng)。其產(chǎn)品覆蓋了高、中、低端幾乎所以市場(chǎng)，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。此時(shí)的DSP運(yùn)行速度較以前的MPU有了較大的提高，但由于制造工藝所限，體積和功耗都比較
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