【正文】 需要編寫的 通用語言。 為了向 DSP 所需要的匯編語言轉(zhuǎn)換，需要編寫通用的語言。程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各種型號的計算機 和操作系統(tǒng)上運行，等等優(yōu)點。MATLAB 具有許多的優(yōu)點比如 : 語言簡潔緊湊，使用方便靈活，庫函數(shù)極其豐富 。功能工具包用來擴充MATLAB 的符號計算，可視化建模仿真，文字處理及實時控制等功能。 當前流行的 工具包 (Toolbox)。除具備卓越的數(shù)值計算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號計算，文字處理，可視化建模仿真和實時控制等功能。 為了提高逼近的質(zhì)量，可以采用人為的擴展過渡帶的方法，即在頻率相應(yīng)的過渡帶內(nèi)插入一個或多個比較連續(xù)的采樣點，使過渡帶比較連續(xù)，從而通帶和阻 帶之間變化比較緩慢，使得設(shè)計得到的濾波器對理想濾波器的逼近誤差較小。若被逼近的頻率響應(yīng)比較平滑，則各采樣點之間的逼近誤差較小 。在保證主瓣寬度達到一定要求的條件下，適當犧牲主瓣寬度來換取旁瓣波動的減少。當選用主瓣寬度較窄時，雖然得到較陡的過渡帶，但通帶和阻帶的波動明顯增加 :當選用最小的旁瓣幅度時 ，雖能得到勻滑的幅度響應(yīng)和較小的阻帶波動，但過渡帶加寬。 ③主瓣的寬度要窄，以獲得較陡的過渡帶。 表 32幾種常用窗函數(shù)對比 窗函數(shù)的選擇原則是 : ①具有較低的旁瓣幅度，尤其是第一旁瓣幅度 。 幾種常用的窗函數(shù) 工程中比較常用的窗函數(shù)有 [l][3]: 矩形窗函數(shù)、三角形 (Bartlett)窗函數(shù)、漢 寧 (Hanning)窗函數(shù)、海明 (Hamming)窗函數(shù)、布萊克曼 (Blackman)窗函數(shù)和凱塞 (Kaiser)窗函數(shù)。以求得要求的有限沖激響應(yīng)序列 h(n)。傅立葉系數(shù) )(nhd 實際上就是理想數(shù)字濾波器的沖激響應(yīng)。對于給定的濾波器技術(shù)指標，選擇濾波器長度和具有最窄主瓣寬度和盡可能小的旁瓣衰減的某個窗函數(shù)。 利用窗函數(shù)法設(shè)計 FIR濾波器 (一 )窗函數(shù)法的基本思想 窗函數(shù)設(shè)計的基本思想是要選取某一種合適的理想頻率選擇性濾波器，然后將它的脈沖響應(yīng)截斷以得到一個線性相位和因果的 FIR 濾波器。在設(shè)計 FIR 濾波器中，一個最重要的計算就是加窗，采用矩形窗是最直接和簡便的方法，但采用矩形窗存在較大的 Gibbis 效應(yīng)，且矩形窗的第一旁瓣與主瓣相比僅衰減 13dB，因此實際設(shè)計中一般采用其他窗函數(shù)。圖 23 畫出了 N 為奇數(shù)時 FIR 濾波器的級聯(lián)結(jié)構(gòu)。 若 N 為偶數(shù)，則 N1 為奇數(shù)，故系數(shù) ?k2中有一個為零。 將式中的系統(tǒng)函數(shù) H(z)分解成二街實系數(shù)因子的形式，即 : ???????? ????]2[12211010)()()(Nk kkkNnn zzznhzH ??? 當需要控制濾波器的傳輸零點時，可將系統(tǒng)函數(shù) H（ z）分解成上式形式，這樣就可以用二階節(jié)級聯(lián)起來構(gòu)成。 FIR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu) 有限長單位脈沖響應(yīng)濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為 [1]： ????? 10)()( NnnznhzH （ ） 其差分方程為 : ????? 10)()()( Nkknxkhny （ ） 其基本結(jié)構(gòu)型式有以下幾種 : 由上式可以得出如下圖 21 所示的直接型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)又可以稱為卷積型結(jié)構(gòu)。從數(shù)字濾波器的單位沖擊響應(yīng)來看，可以分為兩大類 :有限沖擊響應(yīng) (FIR)數(shù)字濾波器和無限沖擊響應(yīng) (IIR)數(shù)字濾波器。數(shù)字 濾波器具有穩(wěn)定性高、精度高、靈活性大等突出的優(yōu)點。 5 第 2 章 FIR 數(shù)字濾波器的理論研究 FIR濾波器簡介 數(shù)字濾波器是指完成信號濾波處理功能的，用有限精度算法實現(xiàn)的離散時 間線性非時變系統(tǒng)，其輸入是一組數(shù)字量，其輸出是經(jīng)過變換的另一組數(shù)字量。 ②研究 TI 公司 TMS320VC5402 數(shù)字信號處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及片上資源，并研究通信電子線路中各種接口的相互連接關(guān)系，設(shè)計了一個價格低、功耗小、精度高的數(shù)字濾波器系統(tǒng)。 本論文研究的重點集中在利用 DSP 來實現(xiàn)數(shù)字濾波的硬件電路。使用相關(guān)開發(fā)工具和 VHDL 等硬件開發(fā)語言，通過軟件編程用硬件實現(xiàn)特定的數(shù)字濾波算法。在一些特殊的場合，要求的信號處理速度極高，而通用 DSP芯片很難實現(xiàn)，這種芯片將相應(yīng)的信號處理算法在芯片內(nèi)部用硬件實現(xiàn)，無須進行編程。它利用改進的哈佛總線結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有硬件乘法器、累加器，使用流水線結(jié)構(gòu)，具有良好的并行特點，并有專門設(shè)計的適用于數(shù)字信號處理的指令系統(tǒng)等。 (4)用通用的可編程 DSP 芯片實現(xiàn)。單片機的接口性能良好容易實現(xiàn)人機接口。這種方法不便于系統(tǒng)的獨立運行。這種方法的缺點是速度太慢，不能用于實時系統(tǒng)，主要用于 DSP 算法的模擬與仿真。 數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方法 數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方法一般有以下幾種 [5]: (1)在通用的計算機 (如 PC)上用軟件 (如 C 語言 )實現(xiàn)。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，對濾波器的性能要求越來越高，功能也越來越多，并且要求它們向集成方向發(fā)展。高精度 無源濾波器從設(shè)計到制造都是難度非常高的技術(shù)。經(jīng)過 20 年的發(fā)展， DSP 器件在高速度，可編程，小型化，低功耗等 方面都有了長足的發(fā)展，單片 DSP 芯片最快每秒可完成 16 億次 (160OMIPS)的運 算，生產(chǎn) DSP 器件的公司也不斷壯大。最成功的 DSP 芯片當數(shù)美國德州儀器公司 (Texas Instruments，簡稱 TI)的一系列產(chǎn)品，其DSP 市場份額占全世界份額近的 50%。 (4)數(shù)字濾波器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行處理，提高了系統(tǒng)運行速度。 (2)對干擾信號的抑制能力有了明顯提高，這對系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性的 提高起到了促進作用。用可編程 DSP 芯片實現(xiàn)數(shù)字濾波的又一優(yōu)勢是 :通 過修改濾 波器的參數(shù)十分方便的改變?yōu)V波器的特性。 FIR 濾波器具有不含反饋環(huán)路、結(jié)構(gòu)簡單以及可以實現(xiàn)的嚴格線性相位等優(yōu)點，因而在對相位要求比較嚴格的條件下，采用 FIR 數(shù)字濾波器。這些過程都可能包含衰減一個頻率范圍，阻止或隔離一些頻率成分， 用數(shù)字濾波器來實現(xiàn)這些功能是方便、有效、可行的 [3]。 幾乎每一科學和工程領(lǐng)域例如聲學、物理學、通信、數(shù)據(jù)通信、控制系統(tǒng)和雷達等都涉及信號。用 DSP 芯片實現(xiàn)數(shù)字濾波除了具有穩(wěn)定性好、精確度高、不受環(huán)境影響外，還具有靈活性好的特點。數(shù)字濾波占有極其重要的地位 。采用 DSP 芯片來實現(xiàn)數(shù)字信號處理系統(tǒng)是當前發(fā)展的趨勢。 隨著信息處理技術(shù)的飛速發(fā) 展，計算機技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)數(shù)字信號處理技術(shù)逐漸發(fā)展成為它在電子信息、通信、軟件無線電、自動控制、儀表技術(shù)、信息家電等高科技領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。作為數(shù)字化最重要的技術(shù)之一， DSP 無論在其應(yīng)用的深度還是廣度，正在以汀所未有的速度向前發(fā)展。 基于 DSP 的數(shù)字濾波器設(shè)計 2 第 1 章 緒論 本章主要介紹 數(shù)字濾波器 的 優(yōu)越性 ， 國內(nèi)外 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢， 數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方法， 主要研究內(nèi)容等。采用 DSP 芯片來實現(xiàn)數(shù)字信號處理系統(tǒng)是當前發(fā)展的趨勢。同時 DSP(數(shù)字信號處理器 )的出現(xiàn)和迅速發(fā)展也促進了數(shù)字濾波器的發(fā)展，并為數(shù)字濾波器的硬件實現(xiàn)提供了更多的選擇。 數(shù)字濾波器是數(shù)字信號處理中最重要的組成部分之一，幾乎出現(xiàn)在所有的數(shù)字信號處理系統(tǒng)中。FIR III 目 錄 引 言 ..................................................................................................................................... 1 第 1 章 緒論 .......................................................................................................................... 2 數(shù)字濾波器的優(yōu)越性 ........................................................................................... 2 國內(nèi)外 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ............................................................................... 3 數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方法 ....................................................................................... 3 主要研究內(nèi)容 ....................................................................................................... 4 第 2 章 FIR 數(shù)字濾波器的理論研究 ................................................................................ 5 FIR 濾波器簡介 .................................................................................................... 5 FIR 濾波器的結(jié)構(gòu) ......................................................................... 錯誤 !未定義書簽。s basic structure and features of the 5000 series digital signal processor， make full use of the onchip resources， general programmable DSP chip is used to implement the digital filter design based on DSP. Keywords： DSP。 關(guān)鍵詞： DSP；數(shù)字濾波器； FIR 基于 DSP 的數(shù)字濾波器設(shè)計 II Design of Digital Filter Based on DSP Abstract Digital filter is one of the most important part of digital signal processing， almost appeared in all digital signal processing we are in a digital age， digital signal processing technology has received wide attention， its theory and algorithm with the development of puter technology and microelectronic technology has been rapid development， the voice is widely used in image processing， digital munications， spectrum analysis， pattern recognition， automatic control， filter is one of the most important part of digital signal processing， almost appeared in all digital signal processing filter is to point to plete the function of the signal filtering processing， with limited accuracy algorithm of di