有限沖擊響應濾波器的設計及其DSP實現

電子通信論文編號:TX031        論文字數:25064,頁數:59       
目   錄

前   言   1
第一章緒論   2
1.1 課題研究的現狀   2
1.2 課題研究的目的及意義   3
1.3 本課題研究的內容  5
第二章 FIR數字濾波器的理論研究   6
2.1 系統設計的理論依據   6
2.1.1數字濾波器概述  6
2.1.2 FIR濾波器的基本結構  8
2.1.3 FIR濾波器的設計方法  9
2.1.4 FIR濾波器設計的一些深入問題  10
2.2 FIR和IIR數字濾波器的比較   11
第三章 FIR數字濾波器的MATLAB輔助設計   13
3.1 MATLAB中FIR數字濾波器的相關函數  13
3.2 FIR濾波器的MATLAB仿真結果   15
第四章 DSP硬件系統及開發環境  18
4.1 DSP系統構成、特點  18
4.1.1 DSP系統構成  18
4.1.2 DSP系統的特點   18
4.2 TMS320C5402體系結構  20
4.2.1 總線結構  20
4.2.2內部存儲器   20
4.3 FIR數字濾波器DSP實現的硬件平臺  21
4.4 CCS開發環境   22
4.4.1 CCS簡介   22
4.4.2創建CCS文件過程   22
第五章 FIR數字濾波器的DSP實現   25
5.1 FIR設計的理論基礎 25
5.2程序設計   27
5.2.1主程序設計 28
5.2.2子程序的設計  28
5.3程序設計中的必要文件   29
5.4輸出結果及波形結果分析   31
結   論 36
參考文獻  37
附   錄  38
謝   辭   48

摘   要

數字信號處理中，數字濾波占有極其重要的地位。數字濾波是語音和圖象處理、模式識別、譜分析等應用中的一個基本處理算法。在許多信號處理應用中使用數字濾波器代替模擬濾波器是有利的。FIR數字濾波器容易實現不同的幅度和相位頻率特性指標，克服與模擬濾波器器件性能相關的電壓漂移、溫度漂移和噪聲問題。而用DSP芯片實現數字濾波具有穩定性好、精確度高、靈活性好的特點。因此，本課題選擇在DSP上實現FIR數字濾波器。
本文主要研究了數字濾波器的基本理論和實現方法。接著研究分析了如何利用MATLAB仿真軟件來設計出符合各種要求的數字濾波器，并得到相應的濾波器系數，為后面在DSP上實現提供必要的數據。本課題選擇在TMS320VC5402 DSP/ARM嵌入式綜合實驗開發系統平臺上進行開發。最后采用窗函數法在CCS環境下，利用MATLAB仿真得到的濾波器系數，編程實現FIR數字濾波器，得出濾波結果波形，并對結果進行分析與總結。
實驗結果表明，對于本課題中的0.01Hz正弦波與0.25Hz正弦波疊加的混疊測試信號進行加窗FIR濾波，采用布拉克曼窗濾波效果較好，基本可以達到濾波要求。

關鍵詞：FIR數字濾波器；DSP；MATLAB；CCS；窗函數

ABSTRACT

Digital filtering occupies an extremely important position in the digital signal processing. Digital filtering is a basic algorithm in the application of the voice and image processing, pattern recognition, spectral analysis and etc. It is beneficial to use digital filter and not use analogue filter in many signal processing applications. FIR digital filter is easy to achieve different amplitude and phase frequency characteristic index, and overcomes the voltage drift, temperature drift and noise problems related to the analogue filter. And using the DSP chip to achieve digital filter has good stability, high accuracy and good flexibility characteristics. Therefore, this subject choice DSP to achieve digital filter.
This paper mainly studies the digital filter's basic theory and the implement methods. Then it studies how to use MATLAB software to design the digital filter that satisfies all the requirements, and gets the corresponding filter parameters, and provides the necessary data for the implement on DSP. This subject choices the platform of the TMS320VC5402 DSP /ARM Embedded comprehensive experimental system for the development. Finally it programs the FIR filter with window function using the filter coefficients simulated with Matlab in the CCS environment, and gets the filtering results, and the results are analyzed and summarized.
Experimental results show that the fitering effect using the Blackman window is better as to the test signal of the 0.01 Hz sine wave adding the 0.25Hz sine wave, and it can basically achieve the filtering requirements.

Key words：FIR digital filter; DSP; MATLAB; CCS; window function