數字信號處理課程設計--基于dsp的fir數字濾波器的設計-文庫吧資料
2024-11-18 10:45本頁面
【正文】 旁瓣峰值幅度/dB 過渡帶寬 阻帶最小衰減/dB 矩形窗 13 4π /N 12 三角形窗 25 8π /N 25 漢寧窗 31 8π /N 44 哈明窗 41 8π /N 53 不萊克曼窗 57 12 π/N 74 凱塞窗 ( α=) 57 10 π/N 80 這樣選定窗函數類型和長度 N之后，求出單位脈沖響應 ? ? ? ? ? ?nnhnh d ??? ，并按照式（ ）求出 ? ??jeH 。設計過程中，要根據對阻帶最小衰減和過渡帶寬度 的要求選擇合適的窗函數類型和窗口長度 N 。由于 ??nhd 往往是無限長序列，而且是非因果的，所以用窗函數 ??n? 將 ??nhd 截斷，并進行加權處理，得到： ? ? ? ? ? ?nnhnh d ?? （ ） ??nh 就作為實際設計的 FIR數字濾波器的單位脈沖響應序列，其頻率響應函數 ? ??jeH為 ? ? ? ? njNnj enheH ?? ???? 10 （ ） 式中， N為所選窗函數 ??n? 的長度。這種吉布斯效應是由于將 (n)dh 直接截斷引起的，因此，也稱為截斷效應。但通常以理想的濾波器作為 ()jwdhe ，其幅度特性逐段恒定，在邊界頻率處有不連續(xù)點，因而 (n)dh 是無限時寬的，且是非因果序列。對于給定的濾波器的技術指標，選擇濾波器長度具有最窄主瓣寬度和盡可能小的旁瓣衰減的某個窗函數。 窗函數法設計的基本思想 窗函數的設計思想是選擇一種合適的理想頻率特性的濾波器，然后截斷它的脈沖得到一個線性相位和因果的濾波器。 （ 3） Chebyshev 逼近法 窗函數法和頻率采樣法設計出的濾波器的頻率特性都是在不同意義上對所給理想頻率特性 ()jwdhe 的逼近。 （ 2） 頻 率抽樣法 窗函數法是從時域出發(fā)，用窗函數截取理想的 (n)dh 得到 (n)h ，以此有限長的 (n)h 近似 (n)dh ，這樣得到的頻率響應 ()jwHe 逼近于理想的頻響 ()jwdhe 。 11 (1)窗函數法 窗函數設計方法的基本步驟是： 1） 把 ()jwHe 展成 FS，得 (n)dh ； 2） 對 (n)dh自然截短到所需的長度，如 2M+1； 3）將截短后的 (n)dh 右移 M 個采樣間隔，得 (n)h ； 4)將 (n)h 乘以合適的窗口，即得所要濾波器的沖擊響應，窗函數以 n=M 對稱。其中窗函數法可以應用比較現成的窗函數，因而設計 簡單，在指標要求不高的場合使用方便靈活。 濾波器設計方法 FIR濾波器的設計任務就是給定要求的頻率特性，按一定的最佳逼近準則，選取濾波器轉移函數 H（ z）中的各個參數 h（ n），即濾波器的單位抽樣響應及階數 N，使得頻率特性滿足設計要求。 1 所示。由上面的方程可知， FIR 濾波器實際上是 一種乘法累加運算，不斷地輸入樣本 x（ n）經延時 1z? ，做乘法累加，再輸出濾波結果 y（ n） 。數據存儲器選用 KSI64LV64。C54X 的時鐘產生包括一個內部的振蕩器和一個鎖相環(huán)（ PLL）電路。 圖 設計 （ 7） 時鐘電路設計：利用 DSP 芯片內部的振蕩器構成時鐘電路，連接方式如圖 所示。 MAX706具有 8 引腳 DIP、 SO 和 MAX 三種封裝形式可供選用。 MAX706是多功能微處理器監(jiān)控電路，其中包括 MAX70 MAX706p、 MAX706R、 MAX706S 和 MAX706T 等 5個型號，具有上電自動復位、手動復位、看門狗以及電壓檢測功能。 MAX706 系列監(jiān)控器性能價格比極高。 圖 管腳圖 （ 6） 復位電路 MAX706S：對于實際的 DSP 應用系統(tǒng)特別是產品化的 DSP 系統(tǒng)而言，可靠性是一個不容忽視的問題。 JTAG接口可對 DSP 芯片內部的所有部件進行編程。 JTAG 測試允許多個器件通過 JTAG 接口串聯在一起，形成一個 JTAG 鏈，能實現對各個器件分別測試。 （ 4） JTAG 接口設計 Joint Test Action Group；聯合測試行動小組主要用于芯片內部 8 測試。所謂壓降電壓，是指穩(wěn)壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。其中每個取樣和轉換過程需要 16 個系統(tǒng)工作時鐘。 從功能時序圖可以看出該器件包含 8 通道輸入多路復用器、高速的 10 位 ADC、內部的電壓參考源和高速的串行接口。在本數字濾波器系統(tǒng)中選擇了 TI 公司的 TLV 1570 芯片作為模數轉換器件， 8 通道 10 位 V 低電壓模數轉換芯片。模擬輸入信號以過運放處理后輸入 AD7822 輸入電壓范圍12V～＋ 12V9，模數轉換的原理圖如圖 所示。 （ 2）模數轉換單元：模數轉換芯選用 AD7822，單極性輸入，采樣分辨率 8BIT，并行輸出；內含取樣保持電路，以及可選擇使用內部參考電壓源，具有轉換后自動 PowerDown 的模式，可應用在數據采樣， DSP 系統(tǒng)及移動通信等場合。 DAC08 可以應用在 8bit， 1usA/D 變換，波形發(fā)生，語音編碼，衰 減器，在本實驗系統(tǒng)中， DAC08 采用對稱偏移二進制輸出方式，輸出電壓范圍 5V～＋ 5V，數模轉換的原理圖如圖 所示。兩路輸出信號可以通過加法器進行信號模擬處理和混疊，作為信號濾波處理的混疊信號源，混疊后的信號從信號源 1 輸出，信號源單元原理如圖 4 所示
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