【文章內(nèi)容簡介】 (3)軟件開發(fā)的可升級性和可擴展性 前代和后代 DSP 產(chǎn)品具有軟件和開發(fā)環(huán)境的兼容性，以節(jié)省設(shè)計升級的時間和成本。 (4)芯片具備高品質(zhì)，能保證系統(tǒng)高可靠性穩(wěn)定運行 DSP 芯片質(zhì)量可靠、溫度范圍寬、抗干擾能力強等，可適應(yīng)各種環(huán)境條件苛刻的應(yīng)用。 (5)世界級的開發(fā)工具和大量的本地第三方合作伙伴 除了自己設(shè)計制造完善的軟硬件開發(fā)工具，還應(yīng)支持第三方合作伙伴，設(shè)計出適合本地的開發(fā)工具和系統(tǒng)方案。 4 數(shù)字濾波器的實現(xiàn) 在 matlab 中產(chǎn) 生模擬疊加信號 輸入的兩個信號 1000HZ 和 4000HZ 的幅度頻譜圖和時域波形圖，如圖 圖 1000HZ 和 4000Hz 時域波形圖 兩輸入信號的疊加波形圖，如圖 圖 1000HZ 和 4000HZ 信號疊加圖 IIR 濾波器在 matlab 中的三種設(shè)計方案 巴特沃斯濾波器 巴特沃斯濾波器 [3](Butterworth 濾波器 ) 特點：具有通帶內(nèi)最大平坦的振幅特性，且隨 f↗，幅頻特性單調(diào)↘。 其幅度平方函數(shù)： 2221( ) ( )1a NcA H j jj? ? ? ? ???? ????? (41) N 為濾波器階數(shù)，本文中濾波器為 24 階帶通濾波器，其通頻帶為 3KHZf7KHZ,巴特沃斯濾波器的幅頻特性圖和相頻特性圖，巴特沃斯濾波前后對比圖，如圖 圖 (a) 巴特沃斯幅頻特性和相頻特性圖 圖 (b) 巴特沃斯濾波前后對比圖 切比雪夫濾波器 巴特奧茲低通濾波器的幅頻特性隨 Ω 的增加而單調(diào)下降，當(dāng) N 較小時，阻帶幅頻特性下降較慢，要想使其幅頻特性接近理想低通濾波器，就必須增加濾波器的階數(shù)， 這就將導(dǎo)致模擬濾波器使用的原件增多，線路趨于復(fù)雜。切比雪夫濾波器 [4]的阻帶衰減特性則有所改善。 特點：誤差值在規(guī)定的頻段上等幅變化。 本文中濾波器為 24 階帶通濾波器，其通頻帶為 3KHZf7KHZ,切比雪夫濾波器的幅頻 特性和相頻特性圖，切比雪夫濾波前后對比圖，如圖 圖 (a) 切比雪夫幅頻特性和相頻特性 圖 (b) 切比雪夫濾波前后對比圖 橢圓濾波器 特點：幅值響應(yīng)在通帶和阻帶內(nèi)都是等波紋的，對于給定的階數(shù)和給定的波紋要求，橢圓濾波器能獲得較其它濾波器為 窄的過渡帶寬，就這點而言，橢圓濾波器 [5]是最優(yōu)的。 本文中濾波器為 24 階帶通濾波器，其通頻帶為 3KHZf7KHZ,橢圓濾波器的幅頻特性和相頻特性圖，以及橢圓濾波前后對比圖，如圖 圖 (a) 橢圓濾波器的幅頻特性和相頻特性 圖 (b) 橢圓濾波器濾波前后對比圖 三種濾波器的比較 根據(jù)三種濾波器的波形圖可以看出，切比雪夫的濾波范圍最接近 3KHZ 到 7KHZ，而且波形穩(wěn)定，濾波效果顯著。所以在 CCS 中實現(xiàn)仿真時，使用切比雪夫的系數(shù)比較好。 IIR 帶 通濾波器的在 DSP 上的 移植 編程 的思想 編程的主要思想是根據(jù)差分方程式 41： ? ? ? ? ? ?inyainxby ni imi in???? ???? 10 假設(shè)為 2 階，則差分方程為： y(n)=b0x(n)+b1x(n1)+b2x(n2)+a1y(n1)+a2y(n2) （式 42） 首先確定是多少階的濾波器，然后給濾波器系數(shù) AN， BN 分配內(nèi)存空間和輸入、輸出的內(nèi)存空間。最后經(jīng)過中斷向量表和輔助寄存器進行塊循環(huán)。 程序流程圖 圖 程序流程圖 移植結(jié)果 在 CCS 中運行程序，得到結(jié)果，如圖 圖 CCS 中 切比雪夫濾波前后圖形 CCS 中實現(xiàn)的結(jié)果與 matlab 中實現(xiàn)結(jié)果 對比 在 matlab 中切比雪夫濾波器的信號疊加輸入、輸出波形，如圖 圖 MATLAB 中 切比雪夫濾波前后圖形 圖 CCS 中 切比雪夫濾波前后圖形 通過 CCS 中實現(xiàn)的結(jié)果與 matlab 圖對比，可以看出移植是成功的 ，在 CCS 中基本實現(xiàn)了 matlab 中函數(shù)的功能。 5. 總結(jié) DSP 是當(dāng)今的熱門技術(shù) ，我們也是在這個大的背景之下選擇完成此次課題的。相較于復(fù)雜的系統(tǒng)，本文只是介紹了一些最基本的 DSP 結(jié)構(gòu)，以及使用基本的思想與方法實現(xiàn)簡單的目的。 IIR 濾波器是一種較為簡單的電子設(shè)備，而且在數(shù)字電路中具有極其廣泛的應(yīng)用，通過此次實訓(xùn)，同時深入了解了數(shù)字電路中兩個使用極其廣泛的器件。在未 來， DSP 會朝著更小，更快，更節(jié)能的方向發(fā)展，但是萬變不離其中，一切發(fā)展也都要基于這些基本的結(jié)構(gòu)與原理，而我們則是掌握了這些最基礎(chǔ)的理論知識與實際操作。 通過以 TMS320C54X 的 DSP 為例對數(shù)字信號處理器結(jié)構(gòu)以及原理的介紹 從而領(lǐng)略 DSP的優(yōu)點。又 基于 DSP 實現(xiàn)了 IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計， 使我們對 DSP 的理解更為深入，也初步掌握了 DSP 設(shè)計的基本思想與操作步驟流程。為今后的研究與應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。 致謝 這次課題的完成離不開趙老師不辭辛苦的幫助和耐心細致的教導(dǎo)。由于此前學(xué)習(xí)上 的疏漏，我在此次實訓(xùn)前 DSP 的理解幾乎為零。而通過此次實訓(xùn)，我學(xué)會了一些 DSP 設(shè)計的基本方法，以及趙老師教會了我很多程序方面的知識，讓我對之前學(xué)習(xí)的知識有了實踐上的應(yīng)用，以及對以后的動手能力有了一定的積攢，同時也提高了與他人協(xié)同工作的能力?？傊?，在此次實訓(xùn)中，趙老師老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。在此謹向趙老師致以最誠摯的謝意意和崇高的敬意。 參考文獻 [1] 俞一彪 .DSP 技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ) .北京大學(xué)出版社， 2020 年： 4. [2] 劉 艷萍 .DSP 技術(shù)原理及應(yīng)用教程 .北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 年： 31. [3] 葉榆，賀國權(quán) .基于 Pspice 的八階巴特沃斯低通濾波器設(shè)計與優(yōu)化 [J].山西電子技術(shù)，2020.(3)： 61～ 63 [4] 謝子常，徐水明 .數(shù)字切比雪夫濾波器的設(shè)計及 MATLAB 仿真 [J].福建電腦 ,2020.(5)： 31～32 [5] 王田 .Celestino A .橢圓函數(shù)濾波器邊帶特性優(yōu)化方法 [J].電路與系統(tǒng)學(xué)報 ,(5)： 2～ 4 附錄 Ⅰ IIR 在 MATLAB 中實現(xiàn) IIR 數(shù)字濾波器的程序 1000Hz 時域波形產(chǎn)生程序 ： f2=1000。 N=512。 fs=16000。 t=(0:N1)/fs。 x2=sin(2*pi*f2*t)。 plot(t,x2,39。39。) 4000Hz 時域波形產(chǎn)生程序： f1=4000。 N=512。 fs=16000。 t=(0:N1)/fs。 x1=sin(2*pi*f1*t)。 plot(t,x1,39。39。) 兩信號疊加時域波形產(chǎn)生 ： f1=4000。 f2=1000。 fs=16000。 N=512。 t=(0:N1)/fs。 x1=sin(2*pi*f1*t)。 x2=sin(2*pi*f2*t)。 x=x1+x2。 plot(t,x,39。39。) xlabel(39。Hz39。)。 ylabel(39。振幅 39。)。 巴特沃斯濾波器： fs=[3000 7000]。 fp=[2800 7200]。 rp= rs=60。 Fs=16000。 wp=fp*2/Fs。 ws=fs*2/Fs。 [n,wn]=buttord(wp,ws,rp,rs)。 n [B,A]=butter(n,wn)。 B A [h,f]=freqz(B,A,512,Fs)。 axis([0 8000 300 50])。 plot(f,20*log10(abs(h)))。 grid xlabel(39。Hz39。)。 ylabel(39。振幅 39。)。 橢圓濾波器： Fs=16000。 wp=[3000 7000]*2/Fs。 ws=[2800 7200]*2/Fs。 rp=。 rs=60。 Nn=512。 [n,wn]=ellipord(wp,ws,rp,rs)。 n [B,A]=ellip(n,rp,rs,wn)。 B A [h,f]=freqz(B,A,Nn,Fs)。 axis([0 8000 200 30])。 plot(f,abs(h))。 grid xlabel(39。Hz39。)。 ylabel(39。振幅 39。)。 切比雪夫濾波器的幅頻特性、相頻特性程序及 CCS 硬件實現(xiàn)中所需要的系數(shù) Fs=16000。 fp=[2900 7100]。 fs=[3000 7000]。 Wp=fp*2/Fs。 Ws=fs*2/Fs。 Rp=。 Rs=20。 [n,Wn]=cheb2ord(Wp,Ws,Rp,Rs)。 n [B,A]=cheby2(n,Rp,Wn)。 B A round(B*2^8) round(A*2^8) [H,w]=freqz(B,A,1024,Fs)。 subplot(2,1,1)。 plot(w,abs(H)) title(39。IIR 帶通切比雪夫 2 濾波器幅頻響應(yīng) 39。)。 set(gcf,39。color39。,39。white39。)。 xlabel(39。Frequency(Hz)39。)。 ylabel(39。幅頻響應(yīng) 39。)。 grid。 subplot(2,1,2)。 plot(w,angle(H)) title(39。IIR 帶通切比雪夫 2 波器相頻響應(yīng) 39。)。 set(gcf,39。color39。,39。white39。)。 xlabel(39。Frequency(Hz)39。)。 ylabel(39。相頻響應(yīng) 39。)。 grid。 fid=fopen(39。39。,39。wt39。)。 fprintf(fid,39。%g\n39。,B)。 fclose(fid)。 fid=fopen(39。39。,39。wt39。)。 fprintf(fid,39。%g\n39。,A)。 fclose(fid)。 fid=fopen(39。39。,39。wt39。)。 fprintf(fid,39。%g\n39。,B)。 fclose(fid)。 fid=fopen(39。39。,39。wt39。)。 fprintf(fid,39。%g\n39。,A)。 fclose(fid)。 n =12 B = Columns 1 through 14 Columns 15 through 25 A = Columns 1 through 14 Columns 15 through 25 ans =Columns 1 through 12 206 783 554 718 687 3104 1016 3624 4158 3948 6715 1563 Columns 13 through 25 8115 1563 6715 3948 4158 3624 1016 3104 687 718 554 783 206 ans = Columns 1 through 12 256 1012 888 611 775 3721 500 3981 4029 4775 6476 2380