【正文】 此產(chǎn)品的成品率高，價(jià)格也日趨降低。并且數(shù)字濾波器多采用大規(guī)模集成電路，如用 CPLD 或 FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以用專用的 DSP 處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些 大規(guī)模集成電路的故障率遠(yuǎn)比眾多分立元件構(gòu)成的模擬系統(tǒng)的故障率低。 (2)靈活性大 :數(shù)字濾波器的性能主要取決于乘法器的各系數(shù)，而這些系數(shù)是存放在系數(shù)存儲(chǔ)器中的，只要改變存儲(chǔ)器中存放的系數(shù)，就可以得到不同的系統(tǒng)，這些都比改變模擬濾波器系統(tǒng)的特性要容易和方便的多，因而具有很大的靈活性。相對(duì)于模擬濾波器數(shù)字濾波器具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn) : (1)精度高 :模擬電路中元件精度很難達(dá)到 103以上，而數(shù)字系統(tǒng) 17 位字長(zhǎng)就可以達(dá)到 105精度。相對(duì)于模擬濾波器，數(shù)字濾波器沒有漂移，能夠處理低頻信號(hào)，頻率響應(yīng)特性可做成非常接近 于理想的特性，且精度可以達(dá)到很高，容易集成等，這些優(yōu)勢(shì)決定了數(shù)字濾波器的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。數(shù)字濾波器是提取有用信息非常重要、非常靈活的方法，是現(xiàn)代信號(hào)處理的重要內(nèi)容。數(shù)字濾波作為數(shù)字信號(hào)處理的重要組成部分有著十分廣泛的應(yīng)用前景，可作為應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的前置處理。與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器不用考慮器件的噪聲、電壓漂移、溫度漂移等問(wèn)題，可以容易地實(shí)現(xiàn)不同幅度和相位頻率等特性指標(biāo)。它是語(yǔ)音、圖像處理、軟件無(wú)線電、通信、模式識(shí)別、譜分析等應(yīng)用中的一個(gè)基本處理算法。經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，我國(guó)濾波器在研制、生產(chǎn)和應(yīng)用等方面已納入國(guó)際發(fā)展步伐，但由于缺少專門研制機(jī)構(gòu)，集成工藝和材料工業(yè)跟不上來(lái)，使得我國(guó)許多新型濾波器的研制應(yīng)用與國(guó)際發(fā)展有一段距離 。當(dāng)然，對(duì)濾波器本身的研究仍在不斷進(jìn)行。 80 年代，致力于各類新型濾波器的研究，努力提高性能并逐漸擴(kuò)大應(yīng)用范圍。 1 緒論 濾波器的發(fā)展歷程 20 世紀(jì) 60 年代起 由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展，濾波器發(fā)展上了一個(gè)新臺(tái)階，并且朝著低功耗、高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可靠和價(jià)廉方向努力，其中小體積、多功能、高精度、穩(wěn)定可靠成為 70 年代以后的主攻方向。 附錄 A .................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) .................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 結(jié) 論 .................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 MATLAB 與 DSP的連接 ................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 4 數(shù)字濾波器的 DSP 實(shí)現(xiàn) ...................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 濾波器的 MATLAB 設(shè)計(jì) ............................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 關(guān)鍵詞 ： MATAB、 FIR、 DSP、數(shù)字濾波器 Design of Digital Filter Based on DSP Author： Lu Jian Tutor： Wang Xiaoping Abstract With the rapid development of information processing technology, digital signal processing technology has developed as a kind of main technology gradually. Digital filter algorithm is one of the core techniques in signal processing and digital filter is one of the most important part of digital signal process. Meanwhile. the appearance of digital signal processor (DSP) and the rapid development of FPGA also stimulate the development of digital filter, and provide more choices for the hardware realization of digital filter. In this paper, the mainly task is researching the basic theories of the digital filter, and analyzing the designing and realization of the Finite Impulse Response digital filter (FIR), especially the method which realized under MATLAB environment, imitates the designed filter. Applies DSP integrated developing surroundingsCCS to debug assembler. Key Words:MATLAB,FIR,DSP, digital filter 目 錄 1 緒論 ................................................................................................................................ 4 濾波器的發(fā)展歷程 ..................................................................................................... 4 數(shù)字濾波器的優(yōu)越性 ................................................................................................. 4 本文的主要研究?jī)?nèi)容 ................................................................................................. 6 2 數(shù)字濾波器的理論基礎(chǔ) ...................................................................................................... 8 濾波器的定義與分類 ................................................................................................. 8 濾波器的結(jié)構(gòu) ............................................................................................................. 8 濾波器的設(shè)計(jì)方法 ................................................................................................... 11 濾波器的實(shí)現(xiàn)方法 ................................................................................................... 14 3 數(shù)字濾波器的 MATLAB 輔助設(shè)計(jì) ........................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 本文主要研究了數(shù)字濾波器的基本理論，并對(duì)有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器 FIR 的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析和研究，尤其是在 MATLAB 環(huán)境下 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，并對(duì)所設(shè)計(jì)的濾波器進(jìn)行仿真?；?DSP 的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 摘 要 隨著信息處理技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)逐漸發(fā)展成為一門主流技術(shù)，數(shù)字濾波技術(shù)是數(shù)字信號(hào)處理的 核心技術(shù)并且數(shù)字濾波器是數(shù)字信號(hào)處理中最重要的組成部分之一。同時(shí) DSP(數(shù)字信號(hào)處理器 )的出現(xiàn)和 FPGA 的迅速發(fā)展也促進(jìn)了數(shù)字濾波器的發(fā)展，并為數(shù)字濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)提供了更多的選擇。應(yīng) 用 DSP 集成開發(fā)環(huán)境一 CCS 調(diào)試匯編程序。 MATLAB 簡(jiǎn)介 ................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 濾波器的 MATLAB 仿真 ............................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 DSP 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和開發(fā) ...................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 數(shù)字濾波器的 DSP 實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì) ............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致 謝 .................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附 錄 .................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 B .................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。導(dǎo)致 RC 有源濾波器 、數(shù)字濾波器、開關(guān)電容濾波器和電荷轉(zhuǎn)移器等各種濾波器的飛速發(fā)展，到 70 年代后期，上述幾種濾波器的單片集 成已被研制出來(lái)并得到應(yīng)用。 90 年代至現(xiàn)在主要致力于把各類濾波器應(yīng)用于各類產(chǎn)品的開發(fā)和研制。 我國(guó)廣泛使用濾波器是 50 年代后期的事，當(dāng)時(shí)主要用于話路濾波和報(bào)路濾波。 數(shù)字濾波，是數(shù)字信號(hào)處理的基本核心內(nèi)容之一，占有 極重要的地位。數(shù)字濾波器是一個(gè)具有按預(yù)定的算法，將輸入離散時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換為所要求輸出的離散時(shí)間信號(hào)的特定功能裝置，是一個(gè)離散時(shí)間系統(tǒng)。幾乎每一科學(xué)和工程領(lǐng)域如聲學(xué)、物理學(xué)、數(shù)據(jù)通信、控制系統(tǒng)和雷達(dá)等都涉及到信號(hào)，在應(yīng)用中都希望根據(jù)期望的指標(biāo)把一個(gè)信號(hào)的頻譜加以修改、整形或運(yùn)算，這些過(guò)程都可能包含衰減一個(gè)頻率范圍阻 止或隔離一些頻率成分。 數(shù)字濾波器的優(yōu)越性 數(shù)字濾波器在數(shù)字信號(hào)處理的各種應(yīng)用中發(fā)揮著十分重要的作用，它是通過(guò)對(duì)采樣數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算處理來(lái)達(dá)到頻域?yàn)V波的目的。因而在數(shù)字通信、語(yǔ)音圖象處理、譜分析、模式識(shí)別、自動(dòng)控制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí) DSP ( Digital SignalProcessor)處理器的出現(xiàn)和 FPGA(Field Programmable Gate Array)的迅速發(fā)展也促進(jìn)了數(shù)字濾波器的發(fā)展，并為數(shù)字濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)提供了更多的選擇。因此在一些精度要求很高的濾波系統(tǒng)中，就必須 采用數(shù)字濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (3) 可靠性高 :因?yàn)閿?shù)字系統(tǒng)只有兩個(gè)電平信號(hào) :“ 1”和“ 0” ，受噪聲及環(huán)境條件的影響小，而模擬濾波器各個(gè)參數(shù)都有一定的溫度系數(shù)，易受溫度、振動(dòng)、電磁感應(yīng)等影響。 (4)易于大規(guī)模集成 :因?yàn)閿?shù)字部件具有高度的規(guī)范性，便于大規(guī)模集成，大規(guī)模生產(chǎn)，且數(shù)字濾波電路主要工作在截止或飽和狀態(tài)，對(duì)電路參數(shù)要求不嚴(yán)格。相對(duì)于模擬濾波器，數(shù)字濾波器在體積、重量和性能方面的優(yōu)勢(shì)己越來(lái)越明顯。 (5)并行處理 :數(shù)字濾波器的另外一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)就是可 以實(shí)現(xiàn)并行處理，比如數(shù)字濾波器可采用 DSP 處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)并行處理。 因此，有必要對(duì)濾波器設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，理解其工作原理、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)開發(fā)出穩(wěn)定性好的濾波器系統(tǒng)。 本文的主要研究?jī)?nèi)容 本文主要應(yīng)用