基于tms320vc5402的自適應濾波器設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-15 17:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 化是由自適應算法通過調(diào)整濾波器系數(shù)來實現(xiàn)的。一般而言，自適應濾波器由兩部分組成，一是濾波器結構，二是調(diào)整濾波器系數(shù)的自適應算法。自適應濾波器的結構采用FIR或IIR結構均可，由于IIR濾波器存在穩(wěn)定性問題，因此一般采用FIR濾波器作為自適應濾波器的結構。圖3示出了自適應濾波器的一般結構。 圖2適應濾波器的一般結構上圖中，x(n)為輸入信號，y(n)為輸出信號，d(n)為參考信號或期望信號，e(n)則是d(n)和y(n)的誤差信號。自適應濾波器的濾波器系數(shù)受誤差信號e(n)控制，根據(jù)e(n)的值和自適應算法自動調(diào)整。自適應算法的種類較多，最常用的有最小均方誤差算法，即LMS算法?；镜腖MS算法如下： h(k,n+1) = h(k,n)+u180。e(n)180。x(nk)其中，h(k,n)和h(k,n+1)分別是迭代前后的系數(shù)值，n和n+1表示前后兩個時刻，k=0~N1，N為濾波器的階數(shù)，u為收斂因子，e(n)為誤差信號，x(nk)是輸入信號。綜上可知N階自適應濾波器的算法如下：（1） for(k=0，kN,k++) y(n) = h(k)180。x(nk) ；FIR濾波，以得到y(tǒng)(n)的估值。（2） e(n) = d(n)y(n) ；計算誤差（3） for(k=0, kN,k++) h(k) = h(k) + u180。e(n)180。x(nk) ；利用LMS調(diào)整濾波器的系數(shù)圖 3示的是一個有N個權系數(shù)的自適應線性組合器。 圖 3自適應線性組合器圖中N個權系數(shù)w1,w2,…,wN受誤差信號ej的自適應控制。對于固定的權系數(shù)，輸出yj是輸入信號x1j,x2j,…,xNj的線性組合，因此稱它為線性組合器。這里的x1j,x2j,…,xNj可以理解為是從N個不同的信號源到達的瞬時輸入，是一個多輸入系統(tǒng)， 也可以是同一個信號源的N個序貫樣本， 所示。因此它是一個單輸入系統(tǒng)，實際上這種單輸入系統(tǒng)就是一個FIR網(wǎng)絡結構，或者說是一個自適應橫向濾波器。其輸出y(n)用濾波器的單位脈沖相響應表示成下式：圖4 自適應FIR濾波器 2基于TMS320VC5402 DSK的數(shù)字濾波器總體設計方案TI公司的2000系列和5000系列的DSP都通用型的芯片，考慮到2000系列的DSP多用于控制方面，而5000系列較2000系列具有更高的時鐘頻率、更低的價格和更加強大的運算功能，所以在數(shù)字濾波器系統(tǒng)的設計中采用了TI公司的一款高性能、低功耗的定點DSP: TMS320VC5402。該DSP具有較快的運算速度:運算速度最快可達532MIPS；采用了低功耗設計方式：，I/ V。數(shù)字濾波系統(tǒng)的具體方案框圖如圖5示：圖5字濾波器系統(tǒng)方案框圖通常的設計中會采用SV供電并行的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換）和DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換）芯片與DSP連接，傳輸數(shù)據(jù)過程中會占用總線的時間?？紤]到TMS320VC5402的片上包含兩個McBSP(多通道緩沖串行口)接口，可以將這兩個通道模仿實現(xiàn)SPI的時序，因此本設計中采用了SPI接口器件，ADC芯片采用的是TLV 1570，實現(xiàn)將需要濾波信號從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號的實時采樣。數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用的是TLV 5608，實現(xiàn)濾波后的信號從數(shù)字信號恢復為所需要的模擬信號。JTGA口供DSP芯片下載程序調(diào)試。 TMS320VC5402的主要特點TMS320VC5402處理器在本系列中處于先進水平。它具有運算速度快，內(nèi)部存儲空間大，外部接口性能好等優(yōu)點。所以我選擇了技術上比較先進，價格又較便宜的C5402作為硬件開發(fā)對象。下面結合C5402的實際情況，介紹一下該芯片的體系結構。C5402共有144個引腳，其中有20根地址線AOA19，16根數(shù)據(jù)線DOD15，4個外部可屏蔽引腳INTOINT3和一個不可屏蔽中斷引腳BIO，剩下的引腳可以分成以下幾類：存儲器控制引腳，時鐘/晶振引腳，多通道緩沖串口引腳，主機接口通訊引腳，電源引腳，初始化和復位引腳，通用輸入/輸出引腳，以及用于測試的IEEE1149. 1標準JTAG口。 TMS320VC5402 DSK工作原理TMS320VC5402 DSK是以TMS320VC5402處理器為核心的DSP 初學者工具(DSP Starter Kit)。它提供了一個低功耗，獨立的開發(fā)平臺，使用戶能評估和開發(fā)C54X DSP的應用程序，同時也可以作為以其他芯片為核心的DSP硬件設計的參考。TMS320VC5
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