文档介绍：第6章应用程序设计
内容提要
数字信号处理主要面向密集型的运算,包括乘法-累加、数字滤波和快速傅里叶变换等。’C54x具备了高速完成上述运算的能力,并具有体积小、功耗低、功能强、软硬件资源丰富等优点,现已在通信等许多领域得到了广泛应用。
本章结合数字信号处理和通信中最常见、最具有代表性的应用,介绍通用数字信号处理算法的DSP实现方法,主要包括:
有限冲激响应(FIR)数字滤波器
无限冲激响应(IIR)数字滤波器
快速傅里叶变换(FFT)
正弦信号发生器。
在简要介绍上述内容的基本原理、结构和算法之后,重点介绍设计方法和DSP实现的方法。
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DSP原理及应用
第6章应用程序设计
FIR滤波器的DSP实现
IIR滤波器的DSP实现
快速傅里叶变换(FFT)的DSP实现
正弦波信号发生器
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DSP原理及应用
第6章应用程序设计
FIR滤波器的DSP实现
在数字信号处理中,滤波占有极其重要的地位。数字滤波是语音处理、图像处理、模式识别、频谱分析等应用中的基本处理算法。用DSP芯片实现数字滤波除了具有稳定性好、精确度高、不受环境影响等优点外,还具有灵活性好等特点。
数字滤波器是DSP的基本应用,分为有限冲激响应滤波器FIR和无限冲激响应滤波器IIR。
本节主要讨论FIR滤波器的基本结构、设计方法和DSP实现方法。
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DSP原理及应用
第6章应用程序设计
FIR滤波器的DSP实现
FIR滤波器的基本结构
数字滤波是将输入的信号序列,按规定的算法进行处理,从而得到所期望的输出序列。
一个线性位移不变系统的输出序列y(n)和输入序列x(n)之间的关系,应满足常系数线性差分方程:
()
x(n): 输入序列,y(n): 输出序列,ai、bi : 滤波器系数, N: 滤波器的阶数。
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DSP原理及应用
第6章应用程序设计
FIR滤波器的基本结构
在式()中,若所有的ai均为0,则得FIR滤波器的差分方程:
()
对式()进行z变换,可得FIR滤波器的传递函数:
()
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第6章应用程序设计
FIR滤波器的基本结构
FIR滤波器的结构:
z-1
z-1
+
x(n)
y(n)
x(n-1)
x(n-N+1)
b0
b1
bN-2
bN-1
z-1
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第6章应用程序设计
FIR滤波器的基本结构
FIR滤波器的单位冲激响应h(n)为有限长序列。
偶对称线性相位FIR滤波器的差分方程:
N——偶数
()
若h(n)为实数,且满足偶对称或奇对称的条件,则FIR滤波器具有线性相位特性。
偶对称:h(n)= h(N-1-n);
奇对称:h(n)= -h(N-1-n)。
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DSP原理及应用
第6章应用程序设计
FIR滤波器的基本结构
在数字滤波器中,FIR滤波器具有如下几个主要特点:
① FIR滤波器无反馈回路,是一种无条件稳定系统;
② FIR滤波器可以设计成具有线性相位特性。
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第6章应用程序设计
FIR滤波器的DSP实现
FIR滤波器的设计方法
设计FIR滤波器的基本方法之一,是用有限项傅氏级数来逼近所要求的滤波器响应。
1. 用傅氏级数设计FIR滤波器
Hd()的傅氏级数:
()
= f / fs为归一化频率,fs为采样频率,T =2f / fs = 2。
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第6章应用程序设计
FIR滤波器的设计方法
的选择可在最小均方误差的条件下,使传递函数H(z)逼近Hd()来决定。
1. 用傅氏级数设计FIR滤波器
()
且C-n = Cn。
设Hd()为偶函数, 则
n 0 ()
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