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基于Matlab的FIR帶通濾波器設計與實現

作者: 時間:2012-09-26 來源:網絡 收藏
mal">3.2 軟件設計

  3.2.1 數據組織方式

  若輸入信號x(n)和濾波器的單位沖激響應h(n)在頻域分別為h1.jpg,則其輸出信號的頻率響應為h2.jpg。根據離散傅氏變換的性質,可以得到濾波系統的差分方程:

  h.JPG

  從上文的仿真過程可得到濾波器的級數N和濾波器系數h(n)。從上述可知數字濾波器實現時,主要是進行乘和加運算以及數據存取操作。

  在定點DSP上實現濾波有兩種方式:一種是用線性緩沖區實現z-1,該方式能保證新老數據在存儲器中的存放位置直接明了,新的數據存放在緩沖區的固定位置;另一種方式是循環緩沖區實現z-1,該方式新老數據在緩沖區的位置不直接明了,新的數據沒有固定位置,但可以方便地完成濾波器窗口的自動更新。考慮到本方案中使用的是匯編語言編程,還有N的階數較大,為提高速率,因此在選擇濾波器的方式時選擇循環緩沖區實現z-1的方式。

  對于N級的濾波器,在數據存儲器中開辟一個稱之為滑窗的N個單元的緩沖區,滑窗中存放最新的N個輸入樣本。每次輸入新的樣本時,一新樣本改滑窗中的最老數據,而滑窗中的其他數據不需要移動。利用片內BK(循環緩沖區長度)寄存器對滑窗進行間接尋址,環緩沖區地址首位相鄰。

  3.2.2 程序設計思路

  程序設計的總體思路是:啟動ADS7864對輸入的模擬信號進行A/D轉換,每采集到一個數據就送入DSP進行濾波運算,運算結果送DAC76 25轉換為模擬量。不斷地重復上述過程,在DAC7625的輸出端就得到濾波后的模擬信號。

  為了精確地控制ADS7864的采樣率,使用TMS320C5402內部的定時器控制采樣時間間隔T。設置定時器的定時時間等于采樣時間間隔T,并讓它工作在中斷方式,則定時器每過T時間間隔就向CPU發出中斷請求,CPU響應中斷請求,轉去執行中斷服務程序。在中斷服務程序中讀取A/D轉換結果,對轉換結果進行濾波運算,并將運算結果送D/A轉換器轉換為模擬量。因此,程序分為主程序和定時器中斷服務程序兩部分,流程圖如圖4,圖5所示。

  j.JPG

  3.2.3 FIR濾波源程序

  FIR濾波器指令,使用MAC指令執行FIR濾波,將濾波輸出放在累加器A中:

  i.JPG

3.2.4 結果分析

  利用已做好的TMS320C5402開發平臺,下載在CCS中已經通過編譯的數字的程序,該程序的實驗結果波形由CCS提供的顯示時頻圖來顯示。由于實際需求只涉及數字濾波器的幅頻特性,所以結果分析沒有對數字濾波器的相頻特性進

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關鍵詞: Matlab FIR 帶通濾波器

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