自適應(yīng)濾波器的課程設(shè)計(編輯修改稿)
2024-07-10 12:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 址和位倒序?qū)ぶ?。?C54XX 的基礎(chǔ)上， C55XX 還支持絕對值尋址，寄存器間接尋址，直接尋址。 C55XX的 ADFU 包括專門的寄存器，支持使用間接尋址指令的循環(huán)尋址。 可以同時使用5 個獨(dú)立的循環(huán)緩沖器和 3 個獨(dú)立的緩沖器長度。這些循環(huán)緩沖器沒有地址排隊(duì)的限制。 自適應(yīng)濾波算法 的 DSP 實(shí)現(xiàn) 為了提高 LMS 算法的處理速度及減小系統(tǒng)的硬件規(guī)模 , 在實(shí)現(xiàn)濾波器算法時 , 采用了 TMS320C54xx 作為核心芯片。由于該處理器采用 改進(jìn)型 結(jié)構(gòu) ,具有高度并行性 ,同時擁有高度集成的指令系統(tǒng) ,簡化編程過程 ,模塊化結(jié)構(gòu)程序設(shè)計增強(qiáng)了程序的可移植性。利用 TMS320C54xx實(shí)現(xiàn) LMS 自適應(yīng)算法時 ,存儲器中數(shù)據(jù)的存放形式對 DSP 的有效運(yùn)用有著特殊的意義 ,合理的存放形式 ,可以使算 法實(shí)現(xiàn)起來更加快速和高效 ,為了實(shí)現(xiàn)算法中輸入樣值 x(n) 和濾波器系數(shù) W(n) 的對應(yīng)項(xiàng)相乘 ,他們在存儲器中的存放形式如圖 44 所示。 W ( 1 )W ( 0 ) x ( n )x ( n 1 )x ( n N + 2 )x ( n N + 1 )W ( n 1 ) W ( n 2 )?? ??低 地 址高 地 址 圖 44 TMS320C54xx自適應(yīng)濾波器存儲器組織形式 11 根據(jù)算法和 DSP匯編 語言程序 （見附錄） , 在 CCS 環(huán)境下編譯 ,連接生成公共目標(biāo)代碼文件 ,在線下載到 DSP 中運(yùn)行。為了能觀察到相應(yīng)的波形 , 在 CCS 環(huán)境下選擇 View\ Grap h\ Time\ Freqency 進(jìn)入圖形觀察窗口 ,在“ Graph Property Dialog”窗口中選定相應(yīng)類型的值 。 將編譯產(chǎn)生的可執(zhí)行文件下載到 DSP芯片中，經(jīng)過運(yùn)行得到圖 45為輸入信號的時域圖， 由圖可以看到，正弦信號中疊加了噪聲，導(dǎo)致正弦信號出現(xiàn)了較大的畸變。通過對輸入信號進(jìn)行 FFT變換，可以得到其頻譜圖如圖 46，由圖 46可以看出，低頻的信號中疊加了比較多的高頻噪聲，要得到比較好的原始低頻正 弦信號 ，必須要進(jìn)行濾波 。 圖 45 輸入波形 圖 46 輸入波形 FFT 12 如圖 47所示，可以看出輸入波形中的高頻噪聲基本上得到了濾除，為了更方便，更直接的 看出濾波效果，對濾波后的波形進(jìn)行了 FFT變換，得出信號的頻譜圖如圖 48所示。圖 48的輸出信號的頻譜圖中僅剩余了低頻信號，濾除了高頻成分。通過對比圖 46和圖 48，更清楚地看到高頻區(qū)的噪聲基本上被消除了。但是由于參數(shù)設(shè)置不夠 精確等原因造成高頻噪聲 得 不 到完全消除， 但也很明顯的 顯現(xiàn)了低通濾波的目的。 圖 47 輸出波形 圖 48 濾波后波形 FFT 13 5 結(jié)語 自適應(yīng)濾波器是比較有意思的一個課程設(shè)計，當(dāng)它真的做出來的時候，還是有點(diǎn)成就感的。 在此次課程設(shè)計中遇到了很多的問題，這是平時上課的時候 所不會遇到的，當(dāng)遇到問題是，我和我的其他兩個組員通過網(wǎng)上查閱有關(guān)自適應(yīng)濾波器的知識、問身邊的同學(xué)、問指導(dǎo)老師等渠道把遇到的問題都解決了，在這之中，我學(xué)到了很多知識。 自適應(yīng)濾波器卻能很好地消除疊加在信號上的噪聲，雖然也可以用固定濾波器來實(shí)現(xiàn)，但設(shè)計固定濾波器時需要預(yù)先知道信號和噪聲的統(tǒng)計特性，而自適應(yīng)濾波器則不需要，并且當(dāng)信號和噪聲的統(tǒng)計特性發(fā)生變化時，自適應(yīng)濾波器也能自動地調(diào)節(jié)其沖激響應(yīng)特性來適應(yīng)新的情況，因此，自適應(yīng)濾波器具有更加廣闊的應(yīng)用前景。 自適應(yīng)濾波技術(shù)的核心問題是自適應(yīng)算法的性能問題，研究自適 應(yīng)算法是自適應(yīng)濾波器的一個關(guān)鍵內(nèi)容，算法的特性直接影響濾波器的效果。 通過本課程設(shè)計加深了對 DSP 原理的理解，初步掌握了 DSP 芯片的開發(fā)應(yīng)用，為接下來的深入學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是同時還有很多的問題還有待于進(jìn)一步深入研究，我將在今后的學(xué)習(xí)工作中，要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，不斷進(jìn)取。 在做課程設(shè)計的日子里得到了何海浪老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助，在此向他們致以誠摯的謝意。感謝提供相關(guān)技術(shù)幫助的老師和同學(xué)，你們的支持和鼓勵使我對這次的設(shè)計完成有了信心和動力，我在此深表謝意。 14 參考文獻(xiàn) [1] 胡廣書．?dāng)?shù)字信號處理－理論、算法與實(shí)現(xiàn) [M]．清華大學(xué)， 2021． [2] 彭啟瓊，李玉柏． DSP技術(shù) [M]．第 4版．電子科技大學(xué)， 2021． [3] 鄧重一．濾波器的過去、現(xiàn)在與未來 [J]．中國電子報社， 2021， 17(4)： 513～ 523． [4] 張雄偉 （等）． DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用 [M]． 第四版 ．北京： 電子工業(yè) 出版社． 2021． [5] 高西全 （等）． 數(shù)字信號處理 [M]． 第三版 ． 西安電子科技大學(xué)出 版社． 2021． 15 附錄 自適應(yīng)濾波子程序 DATA_SIZE .set 256 。 FILTER .set 10 。 STACK_SIZE .set 256 。 STACK .usect “stack”,STACK_SIZE SYSTEM_STACK .set STACK_SIZE+STACK DATA_DP .usect “filter_vars”,0 filter .usect “filter_vars”,FILTER*2 outputdata .usect “filter_vars”,DATA_SIZE errror
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