數(shù)字濾波器的matlab設(shè)計(jì)與dsp上的實(shí)現(xiàn)(參考版)
2025-07-03 02:01本頁面
【正文】 如果DSP采用更高的時(shí)鐘，它的處理速度將更快，將能夠滿足更高采樣率的數(shù)字信號(hào)的實(shí)時(shí)濾波處理。用定點(diǎn)DSP實(shí)現(xiàn)濾波器械要考慮DSP的定標(biāo)、誤差、循環(huán)尋址等幾個(gè)關(guān)鍵問題。濾波后經(jīng)D/A輸出模擬量，結(jié)果證實(shí)該程序可實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣率為8kHz的模擬信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)濾波處理。最后，將程序移植為聞亭公司的TMS320VC5409評(píng)估板的MCBSP0的中斷服務(wù)程序，并將形成的可執(zhí)行文件加載到評(píng)估板上運(yùn)行。根據(jù)上述算法編制程序[5]，在CCS5000上進(jìn)行仿真調(diào)試運(yùn)行，并分析輸入數(shù)據(jù)和輸出的頻譜，結(jié)果如圖圖3所示。⑨輸入一個(gè)新數(shù)據(jù)替代New緩沖區(qū)中最老的數(shù)據(jù)。⑧用New緩沖區(qū)中最老的數(shù)據(jù)替代O1d緩沖區(qū)中最老的數(shù)據(jù)。⑥保存和輸出結(jié)果（結(jié)果在BH中）。④（AR2）+（AR3）→AH（累加器A的高位）；（AR2）1→AR2；（AR3）1→AR3。②設(shè)置循環(huán)緩沖區(qū)指針，AR2指向New緩沖區(qū)中最新的數(shù)據(jù)，AR3指向O1d緩沖區(qū)中最老的數(shù)據(jù)。由于一個(gè)N（設(shè)N為偶數(shù)）階的FIR濾波器具有系數(shù)對(duì)稱特性，其輸出方程可以寫為：y(n)=ao[x(n)+x(nN+1)]+a1[x(n1)+x(nN+2)]+…+aN/21[X(nN/2+1)+x(nN/2)] (2)根據(jù)式（2）可建立如下實(shí)現(xiàn)算法：①在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中開辟兩個(gè)循環(huán)緩沖區(qū)，New循環(huán)緩沖區(qū)存放新數(shù)據(jù)，O1d循環(huán)緩沖區(qū)中存放老數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)的歸一化處理可通過設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換的參考電平來實(shí)現(xiàn)。 實(shí)現(xiàn)舉例根據(jù)上述設(shè)計(jì)出來的FIR濾波器，考慮工程實(shí)際的需要（精度的要求）和采用定點(diǎn)DSP芯片的方便實(shí)現(xiàn)，選擇Q15定標(biāo)。圖2 輸入數(shù)據(jù)頻譜圖 圖3 輸出數(shù)據(jù)頻譜圖必須注意：其低N位為零，其中N為滿足式（1）的最小N值。關(guān)鍵詞①設(shè)定BK（寄存器塊大小）值，以確定循環(huán)尋址緩沖區(qū)的大小，也可將它看作是循環(huán)的周期。實(shí)現(xiàn)時(shí)，先在CCS5000仿真開發(fā)，然后將程序加載到TMS320VC5409評(píng)估板上實(shí)時(shí)運(yùn)行，結(jié)果實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)要求。在TI的DSP中，循環(huán)尋址通過如下方法實(shí)現(xiàn)?？梢园蜒h(huán)尋址理解為實(shí)現(xiàn)一個(gè)滑動(dòng)窗，新數(shù)據(jù)引入后將覆蓋老的數(shù)據(jù)，便得該窗中包含了需處理的最新數(shù)據(jù)。 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。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，要注意實(shí)現(xiàn)中的誤差問題。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(yùn)算中都是穩(wěn)定的；而IIR數(shù)字濾波器是遞歸結(jié)構(gòu)，極點(diǎn)必須在z平面單位圓內(nèi)才能穩(wěn)定，這種結(jié)構(gòu)運(yùn)算中的四舍五入處理有時(shí)會(huì)引起寄生振蕩。如，可以用兩個(gè)存儲(chǔ)單元來表示一個(gè)數(shù)，運(yùn)算時(shí)使用雙字運(yùn)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。所產(chǎn)
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