【正文】 現(xiàn)的，因而容易改變?yōu)V 波器的參數(shù)。此外，在定點DSP 處理器實現(xiàn)實時濾波器的主要問題就是有限精度和動態(tài)范圍。通常采用理想的數(shù)字濾波器模型。它提供對幅度響應函數(shù)的要求，一般應用于 FIR 濾波器的設計。傅立葉設計的頻率響應中存在 不合乎要求的震蕩或過沖，可以使用窗口函數(shù)控制這些效應。在這章主要討論數(shù)字濾波器的設計準則和基本步驟。 本章小結(jié) 本章主要討論了數(shù)字濾波器的一些基本概念。根據(jù)濾波器的使用目的，其重點是不一樣的，在濾波器的階次確定后，合理的折中方案是必要的。 具有頻率選擇功能的數(shù)字濾波器按功能分類有低通濾波器（ LPF）、高通濾波器（ HPF）、帶通濾波器（ BPF）、帶阻濾波器 [3]。相反，所有系數(shù) ai（ i=1,2,…,n ）都為零 的濾波器稱為非遞歸型濾波器由于非遞歸型濾波器的內(nèi)部沒有反饋環(huán)，所以這種濾波器總是穩(wěn)定的。 1 第一章 數(shù)字濾波器概述 數(shù)字濾波器是指用有限精度算法實現(xiàn)的，完成信號濾波處理的離散時間線性非時變系統(tǒng)，其輸入是一組由模擬信號取樣和量化得到的數(shù)字量，其輸出是經(jīng)過變換的另一組數(shù)子量。 從濾波器的單位沖激響應來看，濾波器可以分為 IIR 濾波器和 FIR 濾波器。另外，在全頻帶幅頻特性固定的濾波器稱為全通濾波器，可用于改善濾波器的相頻特性。但是當幅頻特性要求很高，不能得到滿意結(jié)果時，不僅要采用更高階次 FIR 濾波器，還必須考慮采用 IIR 濾波器。數(shù)字濾波器按單位沖激響應可以分為 FIR 和 IIR 濾波器，按頻率選擇功能的數(shù)字濾波器按功能分類有低通濾波器（ LPF）、高通濾波器（ HPF）、帶通濾波器（ BPF）、帶阻濾波器。 數(shù)字濾波器的設計準則 濾波器 設計誤差是濾波器的期望響應與實際響應之間的差別。加窗方法的重要優(yōu)點在于其簡單性，其主要缺點是缺少對通帶和阻帶紋波控制的靈活性。第二種指標是相對指標。之后，利用數(shù)字濾波器的設計方法，設計出一個實際濾波器模型來逼近給定的目標。分析有限長效應的理論過于復雜，不適與手工計算，所以通常依靠計算機軟件來設計數(shù)字濾波器 [7]。在應用環(huán)境改變時，這個特性方便設計工程師升級或修改已有的濾波器特性。對于同樣的濾波器設計指標， FIR 濾波器所要求的階數(shù)可能比 IIR 濾波器高 5～10 倍，成本較高，信號延時也較大。 另外，也應看到， IIR 濾波器雖然設計簡單，但主要是用于設計具有分段常數(shù)特性的濾波器，如低通、高通、帶通及帶阻等，往往脫離不了模擬濾波器的格局。 FIR 濾波器的結(jié)構(gòu) 直接型 設 N=5（即四階 FIR 濾波器），按照 H（ Z）或者差分方程式畫出的直接結(jié) 構(gòu)圖如圖 31 所示，它可以用抽頭延遲線實現(xiàn) [3]。分解的因式越多，需要的乘法器也越多。因此，傳遞函數(shù)多項式的組成形式上，線性相位結(jié)構(gòu)仍等于直接形式。它為信號處理工具箱中的很多函數(shù)提供了易于使用的界面，只需要操縱鼠標就可以觀察、分析和打印數(shù)字信號，分析、實現(xiàn)和設計數(shù)字濾波器，以及頻譜分析等 [6]。 x=sin(2*pi*5*t)。 Signals Browser 窗口允許查看、測試和分析時域信號的特定區(qū)域。最后通過單擊 SPTool 窗口中的 Apply按鈕，可以選擇所設計的濾波器或所導入的濾波器 LSLp，并將其應用至輸入信號 sig3。 FDATool 打開默認設計模式，如圖 48 所示。濾波器的技術(shù)要求給出如下： （ 1）應使用等紋波設計方法以最低階數(shù)設計一個帶通 FIR 濾波器。 完成濾波器的設計之后，可以分析濾波器的特性。獲得對稱系數(shù)即可獲得線性相位濾波器，如沖激響應中所示（圖 412） 已經(jīng)利用 FDATool 根據(jù)給定技術(shù)要求設計了一個 FIR 濾波器。 Analysis Tool 界面下，單擊菜單中的 Targets的下拉菜單中的 Generate C Header，如圖 415 所示，以此可以完成導出過程。 FIR DSP 芯片內(nèi)的循環(huán)尋址 循環(huán)尋址（ circular addressing）是 DSP 中經(jīng)常用到的一種尋址方式。 BKN?2 (43) (3)用輔助寄存器間接尋址循環(huán)緩沖區(qū)。 (2)觀察 ―Input‖、 ―Output‖窗口中時域圖形，如下圖53所示； (3)鼠標右鍵單 擊 ―Input‖和 ―Output‖窗口，選擇 ―Properties…‖ 項，設置―Display Type‖為 ―FFT Magitude‖，如下圖 55所示。如，可以用兩個存儲單元來表示一個數(shù)，運算時使用雙字運算；可以根據(jù)需要要將濾波器系數(shù)都用雙字表示，也可以只將一半的系數(shù)用雙字表示，視需要而定 [14]。在許多應用中，都希望根據(jù)期望的指標把一個信號的頻譜加以修改、整形或運算。這樣的開發(fā)研制過程是十分快捷的，也節(jié)省了大量的人力資源、軟件開發(fā)與維護費用。曹老師平日里工作繁忙 ，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，都給予了我悉心的指導。我要感謝所有幫助過我的同學，在做畢業(yè)設計的過程中他們給予我莫大的幫助。Add Breakpoint amp。任何顯示出上述頻率選擇特性的系統(tǒng)或網(wǎng)絡稱做一個濾波器。 FIR 數(shù)字濾波器主要采用非遞歸結(jié)構(gòu)，因而在有限精度的運算中都是穩(wěn)定的。 圖 53 為 input、 output 的時域波形，圖 54 為 input、 output 作 FFT 變換后的頻域波形，其中橫坐標顯示實信號的歸一化頻率（ f0=f/fs=0~，式中 f 為實信號的實際頻率， fs 為采樣頻率。設置 Code Composer Studio 為 Emulator 方式?？梢园蜒h(huán)尋址理解為實現(xiàn)一個滑動窗，新數(shù)據(jù)引入后將覆蓋老的數(shù)據(jù)，使得該窗中包含了需處理的最新數(shù)據(jù)。然后進入 Generate C Header 界面，選擇 Export as 為 signed 16bit integer，然后單擊按紐 Generate，將所得到的文件進行保存，在該文件中就可以得到一組 16 進制有符號數(shù)據(jù)，這組數(shù)據(jù)就是后面 DSP實現(xiàn)中編程所要用到的濾 波器參數(shù)。需要 將這些系數(shù)量化為定點數(shù)（ 14 位或 32 位），以便在定點 DSP 處理器上實現(xiàn)。從 Analysis菜單中選擇 Magnitude Response,在右上窗口中顯示幅度響應曲線，如圖 410 所示，還可以選擇 Phase Response 如圖 411 所示： 圖 49 Bandpass 17 FDATool 還提供了給出 濾波器特性的附加顯示。 （ 3）低阻與高阻帶紋波的幅度技術(shù)要求分別為 50dB（ As1）和 60dB(As2)。 （ 2） 濾波器設計方法可以是用于 FIR 濾波器的等紋波、最小平方和加窗法。由 SPTool 窗口中選擇 sig1 和 sig3，并單擊 Signal 列下面的 View 按鈕，可以查看輸入信號 (見圖 411)和濾波后輸出信號的時域圖。 接下來的任務是設計一個 FIR 低通濾波器去濾除高頻噪聲分量。 [B,A]=butter(20,)。如圖 4–1 所示，由 SPTool 的主窗口可以看出， SPTool 有 3 個列表框： Signals列表框， Filters 列表框和 Spectra 列表框，它們對應著 SPTool 工具中的 4 個功能模塊 [6]： (1)信號瀏覽器； (2)濾波器設計器； (3)濾波器觀察器； (4)譜觀察器 。這里，選擇的是 FIR 濾波器。 線性相位形式 一般的，理想的低通 濾波器具有線性相位，如（ 37）式所示。 級聯(lián)型 將 H（ Z）進行因式分解，并將共軛成對的零點放在一起，形成一個系數(shù)對稱為實數(shù)的二階形式。 FIR 濾波器的定義 根據(jù)上面的比較，在這次設計中我們選擇的是 FIR 數(shù)字濾波器，所以我們只簡單介紹 FIR 濾波器的結(jié)構(gòu)。而 FIR濾波器卻可以得到嚴格的線性相位 [1]。而數(shù)字濾波器的設計又分為 FIR（有限長單位沖激響應）濾波器和 IIR（無限長單位沖激響應）濾波器。設計準則有 最小平方（ LS）近似、