【正文】 顯示從地址0x3100 (濾波信號輸出緩沖)開始的128點的16位有符號整數(shù)的濾波輸出。選擇Debug Run運行程序。新建配置文件, 配置文件編輯工具同時會生成iir. cmd文件, 然后將它們添加到工程文件中。第二部分是對信號作頻譜分析, 并作出頻譜圖。 y labe l( ‘幅度dB’ )fv too l( B, A)[H, T] = impz( B, A )s= conv(H, X )用時域卷積求濾波后的信號subplot( 2, 3, 4)plot( s( 1: 50) )。 Rp= 3。 g rid。x labe l( t! )。X= sin( 2* p *i 100* t) + sin( 2* p*i 200*t) 。[ B, A] = butter( N, w c, ? h igh! )設計高通數(shù)字濾波器系數(shù)B, A。對帶通或帶阻濾波器, wp, w s都是兩元變量。下面以巴特沃斯濾波器設計函數(shù)為典型, 介紹此流程圖中函數(shù)的功能和用法。 數(shù)字濾波器實際上是一個采用有限精度算法實現(xiàn)的線性非時變離散系統(tǒng), 它的設計步驟為: 首先根據(jù)實際需要確定其性能指標, 再求得系統(tǒng)函數(shù)H ( z) , 最后采用有限精度算法實現(xiàn)。信號處理工具箱包含了各種經(jīng)典的和現(xiàn)代的數(shù)字信號處理技術, 是一個優(yōu)秀的算法研究與輔助設計的工具。的用戶環(huán)境。第四章仿真程序和算法 MATLAB仿真 MATLAB概述 MATLAB是一種計算軟件, 主要是用于矩陣運算及控制和信息處理領域的分析設計, 它使用方便, 輸入簡捷, 運算高效, 內容豐富, 并且很容易由用戶自行擴展, 因此已成為美國和其他發(fā)達國家大學教學和科學研究最常用而必不可少的工具。從理論上說,可以用高階IIR數(shù)字濾波器實現(xiàn)良好的濾波效果。(4)將模擬低通濾波器從s平面轉換到z平面,得到數(shù)字低通濾波器系統(tǒng)函數(shù)。實際中,一般設計濾波器通帶和阻帶均要求是片斷常數(shù),相應地,雙線性變換法得到了廣泛的應用。設Ω代表模擬角頻率,f是模擬頻率,ω 代表數(shù)字角頻率,同時,將s=jΩ,z=ejω代入上式,可分析出Ω和ω之間的關系為： 即Ω 與ω之間成非線性的正切關系。在設計IIR濾波器時,經(jīng)常借助于模擬濾波器成熟的理論和方法進行。 IIR濾波器具有無限長的單位脈沖響應,在結構上存在反饋回路,是遞歸型的。常見的IIR濾波器的實現(xiàn)有直接I型，直接II型，級聯(lián)型和并聯(lián)型。以前的DSP軟件開發(fā)都是在一個分散的開發(fā)環(huán)境下進行，程序的編寫、代碼的生成以及調試等都是要通過命令來完成，類似于以前的DOS，十分煩雜。一下為DSP通用結構圖： DSP系統(tǒng)的開發(fā)工具 CCS，即Code Composer Studio，是TI公司在1999年推出的一個開放、具有強大集成開發(fā)環(huán)境。需要說明的是，對輸入模擬信號的采樣頻率要大于其本身頻率的兩倍，因為根據(jù)奈奎斯特(Nyquist)采樣定律，只有采樣頻率至少為輸入信號頻率的兩倍時輸入信號的信息才保證不會丟失。一個典型的基于C2000芯片控制或者是數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)如下圖所示，通常是交流電來供電，然而，也可以采用電池供電。(DSP微處理器（芯片）一般具有如下主要特點： 　?。?）在一個指令周期內可完成一次乘法和一次加法； 　?。?）程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)； 　　（3）片內具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問； 　?。?）具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉的硬件支持； 　　（5）快速的中斷處理和硬件I/O支持； 　　（6）具有在單周期內操作的多個硬件地址產(chǎn)生器； 　?。?）可以并行執(zhí)行多個操作； （8）支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。系統(tǒng)可以被分為很多子系統(tǒng), 也就是將原來的系統(tǒng)分成很多個相互串聯(lián)的子系統(tǒng)而不會影響原來系統(tǒng)的特性。 量化噪聲=v/2^N(2) 線性系統(tǒng)( Linear System): 線性系統(tǒng)必須遵守重疊原理, 如下式所示, 即輸入為一組信號的和,則其輸出為個別輸入所產(chǎn)生的和。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。在過去的二十多年時間里，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領域得到極為廣泛的應用。本論文所討論的濾波器的實現(xiàn)，是先根據(jù)濾波器的性能指標，利用Matlab軟件進行數(shù)學建模，得到濾波器的系統(tǒng)函數(shù)，然后利用DSP來實現(xiàn)。系統(tǒng)函數(shù)有無限長單位沖激響應(IIR)系統(tǒng)函數(shù)及有限長單位沖激響應(FIR)系統(tǒng)函數(shù)兩種。 目前IIR濾波器的實現(xiàn)方法有:單片機、FPGA、DSP、。流水線處理是高速設計中的一個常用設計手段，在數(shù)字電路設計中可以提高系統(tǒng)的工作時鐘頻率。如下圖所示，在并行結構中，查找表的個數(shù)由輸入信號和反饋信號的數(shù)據(jù)寬度決定。這樣，為了達到最大速度，就不得不為輸入的每一位提供一個單獨的ROM表。然而，對于較長的濾波器而言，EAB的使用還是非常有吸引力的，這是因為一方面的登記通過量是恒定的76MHz，另一方面布線工作量也得到了一定程度的降低。所以，這一設計對于高階濾波器來說，是非常不可取的。如果表規(guī)模較小，則可以生成快捷有效的設計。同時N個輸入量的下一位己經(jīng)開始對DA查找表尋址得到另一個部分積，與右移一位后的上一個部分積相加，這樣如此重復下去，直到所有的位數(shù)都己經(jīng)尋址一遍。查找表中存儲的就是濾波器系數(shù)的各種組合。在式()中，如果取M一N=2，那么就得到了一個二階的nR濾波器，將輸入信號和反饋信號取為不同的數(shù)據(jù)寬度，并令xj(n)，xj(n一1)，xj(n一2)為x(n)，x(n一1)，x(n一2)的第j位，yr(n一1)，yr(n一2)為y(n一l)，y(n一2)的第r位，則可得查找表如表1所示。(1)因為數(shù)字濾波器涉及到大量的卷積運算，所以在使用硬件實現(xiàn)時將會占用大量的資源。圖M=N時系統(tǒng)的并聯(lián)結構 并行訪問(aeeessingconeurreney)是Fo隊成功實現(xiàn)所有信號處理功能的關鍵。 IIR系統(tǒng)的并聯(lián)形式實現(xiàn)對應的是H(:)部分分式形式，即：與級聯(lián)情況相同，把每對共扼因子合并，可構成一個實系數(shù)的二階節(jié)。這樣：（4）式中表示對取整。2. 級聯(lián)型結構IIR系統(tǒng)的級聯(lián)形式實現(xiàn)方法，是將H(Z)分解為零、極點形式，即：式中，{Ck}是零點。直接II型 直接II型結構的優(yōu)點是簡單直觀，所使用的延時器數(shù)量少。圖（1） 與圖（2）都稱為IIR系統(tǒng)的直接I型。不同的網(wǎng)格結構使系統(tǒng)實現(xiàn)成本、運算速度、穩(wěn)定性等各不相同。 ，只能夠設計低通、高通和帶通濾波器。IIR濾波器常規(guī)具有的吸引力和不足的屬性包括:優(yōu)點： ，并且可以告訴運行 。IIR濾波器的單位沖激響應h(n)是無限長的，傳遞函數(shù)H(z)在有限z平面0}zIoo上有極點存在，結構上存在著輸出到輸入的反饋，也就是結構上是遞歸型的。并且, 利用MATLAB 設計濾波器, 可以隨時對比設計要求和濾波器特性調整參數(shù), 直觀簡便, 極大的減輕了工作量, 有利于濾波器設計的最優(yōu)化, 故, 本文首先從基于Mat lab的數(shù)字濾波器設計方法入手。另一方面由于各級極點密集度小,濾波器性能受濾波器系數(shù)量化的影響小,因此倍受關注。在相同技術指標下，與FIR濾波器相比，nR濾波器可以用較少的階數(shù)來滿足指標的要求，這是因為IIR濾波器引入了反饋機制，并且能夠取得比較好的通帶和阻帶衰減特性。TI公司在1982年成功推出其第一代DSP芯片TMS32010及其系列產(chǎn)品TMS3201TMS320C10/C14/C15/C16/C17等，之后相繼推出了第二代DSP芯片TMS3