基于matlab的iir與fir濾波器的課程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-10 22:47本頁(yè)面
【正文】 atlab設(shè)計(jì) 8 FIR性能指標(biāo)的確定 8 Matlab正弦波與方波的確定 9 FIR低通濾波器的CCS軟件設(shè)計(jì) 11 CCS匯編程序 11 134 IIR低通濾波器的設(shè)計(jì) 16 16 IIR低通濾波器的設(shè)計(jì)原理與方法 17 IIR低通濾波器的Matlab設(shè)計(jì) 18 Matlab正弦波與方波程序 18 IIR低通濾波器的CCS軟件設(shè)計(jì) 20 IIR低通濾波器的CCS軟件仿真 20 IIR低通濾波器CCS程序 225心得體會(huì) 26參考文獻(xiàn) 271前言DSP數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing，簡(jiǎn)稱(chēng)DSP)是一門(mén)涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。DSP 芯片是一種特別適合數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器，主要用來(lái)實(shí)時(shí)、快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法。本課程是電子信息工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，目的為通過(guò)對(duì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的完成，使學(xué)生理解課程教學(xué)的理論內(nèi)容，并且能夠掌握和熟悉DSP的開(kāi)發(fā)流程和基本的編程方法。在數(shù)字信號(hào)處理中，濾波占有極其重要的地位。一個(gè)DSP芯片執(zhí)行數(shù)字濾波算法的能力，反應(yīng)了這種芯片的功能大小。它在通信、語(yǔ)音、圖像、自動(dòng)控制、雷達(dá)、軍事、航空航天、醫(yī)療和家用電器等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中濾波是應(yīng)用非常廣泛的一個(gè)環(huán)節(jié)，數(shù)字濾波器的理論和相關(guān)設(shè)計(jì)也一直都是人們研究的重點(diǎn)之一。因此，它在高保真的信號(hào)處理，如數(shù)字音頻、圖像處理、數(shù)據(jù)傳輸和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字濾波是語(yǔ)音信號(hào)處理、圖像處理、模式識(shí)別、頻譜分析等應(yīng)用的基本處理算法。2軟件簡(jiǎn)介 Matlab軟件簡(jiǎn)介MATLAB的名稱(chēng)源自Matrix Laboratory，它是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專(zhuān)門(mén)以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)?！ATLAB是由美國(guó)mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。可以直接調(diào)用,用戶(hù)也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶(hù)可以直接進(jìn)行下載就可以用。 CCS有兩種工作模式，即 軟件仿真器模式：可以脫離DSP芯片，在PC機(jī)上模擬DSP的指令集和工作機(jī)制，主要用于前期算法實(shí)現(xiàn)和調(diào)試。 CCS的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)主要由以下組件構(gòu)成： ① TMS320C54x集成代碼產(chǎn)生工具； ② CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境； ③ DSP/BIOS實(shí)時(shí)內(nèi)核插件及其應(yīng)用程序接口API； ④ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的RTDX插件以及相應(yīng)的程序接口API； ⑤ 由TI公司以外的第三方提供的各種應(yīng)用模塊插件。在生成目標(biāo)程序和程序庫(kù)的過(guò)程中，建立不同程序的跟蹤信息，通過(guò)跟蹤信息對(duì)不同的程序進(jìn)行分類(lèi)管理； ⑤ 基本調(diào)試工具具有裝入執(zhí)行代碼、查看寄存器、存儲(chǔ)器、反匯編、變量窗口等功能，并支持C源代碼級(jí)調(diào)試； ⑥ 斷點(diǎn)工具，能在調(diào)試程序的過(guò)程中，完成硬件斷點(diǎn)、軟件斷點(diǎn)和條件斷點(diǎn)的設(shè)置； ⑦ 探測(cè)點(diǎn)工具，可用于算法的仿真，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視等； ⑧ 分析工具，包括模擬器和仿真器分析，可用于模擬和監(jiān)視硬件的功能、評(píng)價(jià)代碼執(zhí)行的時(shí)鐘； ⑨ 數(shù)據(jù)的圖形顯示工具，可以將運(yùn)算結(jié)果用圖形顯示,包括顯示時(shí)域/頻域波形、眼圖、星座圖、圖像等，并能進(jìn)行自動(dòng)刷新； ⑩ 提供GEL工具。FIR濾波器在截止頻率的邊沿陡峭性能雖然不及11R濾波器，但是，考慮到FIR濾波器嚴(yán)格的線性相位特性和不像IIR濾波器存在穩(wěn)定性的問(wèn)題，F(xiàn)IR濾波器能夠在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。所謂數(shù)字濾波器，是指輸入、輸出均為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)一定運(yùn)算關(guān)系改變輸入信號(hào)所含頻率成分的器件。對(duì)于一般的數(shù)字濾波器，按照單位沖激響應(yīng)可分為無(wú)限長(zhǎng)沖激響應(yīng)IIR系統(tǒng)和有限長(zhǎng)沖激響應(yīng)FIR系統(tǒng)。FIR濾波器則可在幅度特性隨意設(shè)計(jì)的同時(shí)，保證精確、嚴(yán)格的線性相位特性。而且，其單位沖激響應(yīng)是有限長(zhǎng)的，不存在不穩(wěn)定的因素，并且可用因果系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 線性相位濾波器延時(shí)輸入信號(hào)，卻并不扭曲其相位。 在大多數(shù)DSP處理器， 只需要對(duì)一個(gè)指令積習(xí)循環(huán)就可以完成FIR計(jì)算?？梢杂眯?shù)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)使用定點(diǎn)DSP的時(shí)候，這也是一個(gè)考慮因素，它能使得實(shí)現(xiàn)更加地簡(jiǎn)單。可以在保證任意幅頻特性的同時(shí)具有嚴(yán)格的線性相頻特性，同時(shí)其單位抽樣響應(yīng)是有限長(zhǎng)的，因而濾波器是穩(wěn)定的系統(tǒng)。FIR濾波器無(wú)反饋回路，是一種條件穩(wěn)定系統(tǒng)，可以設(shè)計(jì)成具有線性相位特性。h(N2)、h(N1)；X(n)表示濾波器在n時(shí)刻的輸入，則n時(shí)刻的輸出為：FIR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)如圖31所示: 圖31 數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)框圖本次利用CCS軟件完成一個(gè)15階FIR的低通濾波器的設(shè)計(jì)，并根據(jù)傅里葉級(jí)數(shù)知，周期信號(hào)可以由若干離散頻率的正弦波的疊加形成，通過(guò)對(duì)方波和不同諧波正弦波的疊加的濾波，完成對(duì)高頻的濾除，剩下一次基波正弦波。FIR低通濾波器的時(shí)域參數(shù)，不同正弦波的疊加所產(chǎn)生的序列，以及方波的序列參數(shù)均由MATLAB軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)濾波之后需要對(duì)所濾出的波形及數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，可通過(guò)CCS軟件所提供的頻譜進(jìn)行分析；濾波之后的數(shù)據(jù)可通過(guò)與MATLAB卷積后的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否正確和符合設(shè)計(jì)要求。 FIR低通濾波器的Matlab設(shè)計(jì) FIR性能指標(biāo)的確定MATLAB確定濾波器程序如下 b=fir1(15,)。figure(1)。title(39。)plot(w1/pi,20*log10(abs(h1)))。grid。歸一化頻率/p39。幅度/dB39。y1=sin(1*x*2*pi+pi/6)。y3=y1+y2。subplot(4,1,1)。subplot(4,1,2)。subplot(4,1,3)。
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