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  • DSP 数字滤波器

    2014-06-12 18:23:27
    DSP 关于数字滤波器 设计代码 参考DSP技术与应用基础
  • 基于Matlab和DSP数字滤波器的设计与实现.pdf
  • 本文详细介绍了在matlab条件下数字滤波器的设计,及其实现过程。
  • 数字滤波器的设计DSP课程设计摘要在数字信号处理中,数字滤波器是一种被广泛使用的信号处理部件。针对有限长冲激响应(FIR)数字滤波器的原理,讨论了窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器的基本思路,介绍了用MATLAool)来...

    数字滤波器的设计DSP课程设计

    摘要

    在数字信号处理中,数字滤波器是一种被广泛使用的信号处理部件。针对有限长冲激响应(FIR)数字滤波器的原理,讨论了窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器的基本思路,介绍了用MATLAool)来设计滤波器的方法及在DSP上的实现。开发环境——实现了达到目标要求的滤波器设计和仿真。

    关键词:数字滤波器,

    1.设计内容

    1.1设计背景

    数字滤波是数字信号处理的基本方法。数字滤波与模拟滤波相比有很多优点,它除了可避免模拟滤波器固有的电压漂移、温度漂移和噪声等问题外,还能满足滤波器对幅度和相位的严格要求。DSP(数字信号处理器)与一般的微处理器相比有很大的区别,它所特有的系统结构、指令集合、数据流程方式为解决复杂的数字信号处理问题提供了便利,本文选用TMS320C5作为DSP处理芯片,通过对其编程来实现滤波器。对数字滤波器而言,从实现方法上,有限长冲激响应(FIR滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器之分。由于FIR滤波器只有零点,因此这一类系统不像IIR系统那样易取得比较好的通带与阻带衰减特性。但是FIR系统有自己突出的优点:系统总是稳定的;易实现线性相位;允许设计多通带(阻带)滤波器。其中后两项是IIR系统不易实现的。

    已知x1(n)=sin(2*pi*f11*n*T);x2(n)=0.7*sin(2*pi*f12*n*T)

    x3(n)=0.5*sin(2*pi*f13*n*T);

    x(n) = x1(n)+ x2(n)+ x3(n)

    其中:f11=500Hz; f12=2000Hz; f13=4000Hz; fs=10000Hz

    要求设计一个基于DSP的FIR高通滤波器,把f11和f12滤掉,保留f13。

    FIR高通滤波器的系数由Matlab中的fdatool产生,信号也由Matlab产生。

    1.2.2 技术指标:

    根据设计要求可以确定如下技术指标:

    (1)阻带衰减αp=40dB

    (2)采样频率Fs=10000Hz

    (3)过渡带宽度1000Hz

    1.3设计思路

    通过编写MATLAB程序得到信号x(n),并导出数据文件input.dat作为信号处理的输入信号。根据设计任务及技术指标利用MATLAB中的Fdatool工具设计滤波器的系数。在ccs中创建滤波器工程,根据上述得到的滤波器系数及输入信号编写相应的c语言源程序进行编译仿真,得到滤波结果。

    1.4相关介绍

    1.4.1 MATLAB简介

    MATLAB是“矩阵实验室”(MATrix LABoratoy)的缩写,是一种科学计算软件,主要适用于矩阵运算及控制和信息处理领域的分析设计,它使用方便,输入简捷,运算高效,内容丰富,因此很多专家在自己擅长的领域用它编写了许多专门的MATLAB工具包。其中FDATool是一个功能强大的数字滤波器设计与分析工具,它涵盖了信号处理工具箱中所有的滤波器设计方法。利用它可以方便地设计出满足各种性能指标的滤波器,并可查看该滤波器的各种分析波形。

    1.4.2 CCS简介

    CCS是一种针对TMS320系列DSP的集成开发环境,在Windows操作系统下,采用图形接口界面,提供有环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具。 CCS有两种工作模式,即软件仿真器模式:可以脱离DSP芯片,在PC机上模拟DSP的指令集和工作机制,主要用于前期算法实现和调试。硬件在线编程模式:可以实时运行在DSP芯片上,与硬件开发板相结合在线编程和调试应用程序。

    2.FIR滤波器简介

    设h ( n) ( n = 0, 1, 2 N - 1)为滤波器的冲激响应,输入信号为x ( n) ,则F IR 滤波器就是要实现下列差分方程:

    式(1)就是FIR 滤波器的差分方程。F IR 滤波器的最主要的特点是没有反馈回路,因此它是无条件稳定系统。它的单位脉冲响应h ( n)是一个有限长序列。由上面的方程可见, F IR 滤波算法实际上是一种乘法累加运算,它不断地输入样本x ( n) ,经延时( Z 3 /1)做乘法累加,再输出滤波结果y(n)[1,2,3] 。对式(1)进行Z 变换,整理后可得FIR 滤波器的传递函数为:

    由式(2)可以看出, FIR 滤波器的一般结构如图1 所示。

    图2-1 FIR 滤波器的一般结构

    FIR数字滤波器的设计方法主要有窗函数法和频率抽样设计法,其中窗函数法是基本而有效的设计方法。

    3.信号产生程序的设计

    3.1信号产生程序

    %信号产生程序

    %输入信号的三个频率分量

    f11=500; %/Hz

    f12=2000; %/Hz

    f13=4000; %/Hz

    fs=10000; %/采样Hz

    N=1000 %数据个数

    T=1/fs; %采样周期

    n=1:N;

    %待滤波信

    展开全文
  • dsp数字滤波器设计

    2009-06-14 12:40:21
    不错的fir数字滤波器设计,数据输入为C语言设计程序输入
  • DSP数字滤波器设计

    2009-07-10 15:50:28
    数字滤波的基本原理 数字滤波的MATLAB仿真 基于DSP数字滤波的软件实现 基于DSP的硬件系统 基于硬件系统的数字滤波实现
  • 数字滤波器的设计(DSP课程设计)资料.doc摘要在数字信号处理中,数字滤波器是一种被广泛使用的信号处理部件。针对有限长冲激响应(FIR)数字滤波器的原理,讨论了窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器的基本思路,介绍了用...

    数字滤波器的设计(DSP课程设计)资料.doc

    摘要

    在数字信号处理中,数字滤波器是一种被广泛使用的信号处理部件。针对有限长冲激响应(FIR)数字滤波器的原理,讨论了窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器的基本思路,介绍了用MATLAool)来设计滤波器的方法及在DSP上的实现。开发环境——实现了达到目标要求的滤波器设计和仿真。

    关键词:数字滤波器,

    1.设计内容

    1.1设计背景

    数字滤波是数字信号处理的基本方法。数字滤波与模拟滤波相比有很多优点,它除了可避免模拟滤波器固有的电压漂移、温度漂移和噪声等问题外,还能满足滤波器对幅度和相位的严格要求。DSP(数字信号处理器)与一般的微处理器相比有很大的区别,它所特有的系统结构、指令集合、数据流程方式为解决复杂的数字信号处理问题提供了便利,本文选用TMS320C5作为DSP处理芯片,通过对其编程来实现滤波器。对数字滤波器而言,从实现方法上,有限长冲激响应(FIR滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器之分。由于FIR滤波器只有零点,因此这一类系统不像IIR系统那样易取得比较好的通带与阻带衰减特性。但是FIR系统有自己突出的优点:系统总是稳定的;易实现线性相位;允许设计多通带(阻带)滤波器。其中后两项是IIR系统不易实现的。

    已知x1(n)=sin(2*pi*f11*n*T);x2(n)=0.7*sin(2*pi*f12*n*T)

    x3(n)=0.5*sin(2*pi*f13*n*T);

    x(n) = x1(n)+ x2(n)+ x3(n)

    其中:f11=500Hz; f12=2000Hz; f13=4000Hz; fs=10000Hz

    要求设计一个基于DSP的FIR高通滤波器,把f11和f12滤掉,保留f13。

    FIR高通滤波器的系数由Matlab中的fdatool产生,信号也由Matlab产生。

    1.2.2 技术指标:

    根据设计要求可以确定如下技术指标:

    (1)阻带衰减αp=40dB

    (2)采样频率Fs=10000Hz

    (3)过渡带宽度1000Hz

    1.3设计思路

    通过编写MATLAB程序得到信号x(n),并导出数据文件input.dat作为信号处理的输入信号。根据设计任务及技术指标利用MATLAB中的Fdatool工具设计滤波器的系数。在ccs中创建滤波器工程,根据上述得到的滤波器系数及输入信号编写相应的c语言源程序进行编译仿真,得到滤波结果。

    1.4相关介绍

    1.4.1 MATLAB简介

    MATLAB是“矩阵实验室”(MATrix LABoratoy)的缩写,是一种科学计算软件,主要适用于矩阵运算及控制和信息处理领域的分析设计,它使用方便,输入简捷,运算高效,内容丰富,因此很多专家在自己擅长的领域用它编写了许多专门的MATLAB工具包。其中FDATool是一个功能强大的数字滤波器设计与分析工具,它涵盖了信号处理工具箱中所有的滤波器设计方法。利用它可以方便地设计出满足各种性能指标的滤波器,并可查看该滤波器的各种分析波形。

    1.4.2 CCS简介

    CCS是一种针对TMS320系列DSP的集成开发环境,在Windows操作系统下,采用图形接口界面,提供有环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具。 CCS有两种工作模式,即软件仿真器模式:可以脱离DSP芯片,在PC机上模拟DSP的指令集和工作机制,主要用于前期算法实现和调试。硬件在线编程模式:可以实时运行在DSP芯片上,与硬件开发板相结合在线编程和调试应用程序。

    2.FIR滤波器简介

    设h ( n) ( n = 0, 1, 2 N - 1)为滤波器的冲激响应,输入信号为x ( n) ,则F IR 滤波器就是要实现下列差分方程:

    式(1)就是FIR 滤波器的差分方程。F IR 滤波器的最主要的特点是没有反馈回路,因此它是无条件稳定系统。它的单位脉冲响应h ( n)是一个有限长序列。由上面的方程可见, F IR 滤波算法实际上是一种乘法累加运算,它不断地输入样本x ( n) ,经延时( Z 3 /1)做乘法累加,再输出滤波结果y(n)[1,2,3] 。对式(1)进行Z 变换,整理后可得FIR 滤波器的传递函数为:

    由式(2)可以看出, FIR 滤波器的一般结构如图1 所示。

    图2-1 FIR 滤波器的一般结构

    FIR数字滤波器的设计方法主要有窗函数法和频率抽样设计法,其中窗函数法是基本而有效的设计方法。

    3.信号产生程序的设计

    3.1信号产生程序

    %信号产生程序

    %输入信号的三个频率分量

    f11=500; %/Hz

    f12=2000; %/Hz

    f13=4000; %/Hz

    fs=10000; %/采样Hz

    N=1000 %数据个数

    T=1/fs; %采样周期

    n=1:N;

    %待滤波信

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    DSP技术

    https://www.cnblogs.com/kanite/category/1318278.html

    滤波器稳定性与极点

      在数字信号处理种,系统的稳定性是一个很重要的问题,比如说在滤波器的设计种,都要求系统必须稳定,否则是无法实用的。那么如何判断系统是否稳定呢?

      从定义上说,如果输入有界,则输出必定有界的系统是稳定的。从数学上可以推导出,因果系统冲击响应Z变换的收敛域包含单位元的系统是稳定的。从零点极点的角度,则是系统函数的所有极点都在单位元内的系统是稳定的。如何来理解呢?

      我们先以一个简单的单极点系统为例来理解系统的稳定性。比如有一个单极点系统:

      H(z)=1/(1-2z-1)

      表示的是如下的信号处理过程:系统当前输出是当前输出加上2陪的系统上一个时刻输出。这个系统是不稳定的,因为当前输出需要放大上一个时刻的输出,这也就是说,系统存在自激的过程,直观上我们就可以很好理解,自激系统是不稳定的。从分析极点的角度看,这个系统的极点为2,在单位圆外,与数学上的分析是一致的。极点在单位圆内的要求,对一阶极点而言,实际上就是直观上要求系统不能自激。

      对于高阶极点的情况,由代数知识可知,高阶极点可进行分式分解,也就是高阶极点可以分解为多个一阶极点并联(并联串联都可以构成高阶系统),在并联系统中,只要有一个系统不稳定,整个系统就是不稳定的。这与数学上要求的所有极点都在单位圆内是对应的。对于更一般的即包含零点又包含极点的系统,可以看成一个全零点系统和全极点系统串联而成,零点和系统的稳定性无关,分析和结论与高阶全极点系统完全一致。

    数字滤波器

      1、FIR数字滤波器的设计要点

      http://blog.sina.com.cn/s/blog_74504f8f0100p5ub.html

      https://www.cnblogs.com/alifpga/p/7902759.html

      2、数字滤波器之低通滤波器的设计

      https://www.cnblogs.com/amanlikethis/p/3508387.html

    TMS320C67xx DSP启动过程

      一、复位后的启动流程

    展开全文
  • 数字技术革命导致了大量新的产品和解决方案的诞生,与之相随的是数字信号处理(DSP)领域和数字滤波器研究的发展。从20世纪70年代开始,工程师们就开始用分立元件构造专用数字滤波器。随着DSP μPS和大规模集成电路...
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  • DSP数字滤波器设计

    2019-03-28 19:00:08
    在此记录下数字滤波器设计过程。 z数值滤波器设计分为几个步骤: 1先确定滤波器阶数和带宽 2使用 Matlab 中的filterDesigneer 设计数字滤波器。 例如设计截止频率为50Hz 采样频率为16000Hz的低通滤波器。 选择...

    DSP中对一些采样变量要用到各种滤波器,特别是三相逆变系统。

    在此记录下数字滤波器设计过程。

    z数值滤波器设计分为几个步骤:

    1先确定滤波器阶数和带宽

    2使用 Matlab 中的filterDesigneer 设计数字滤波器。

    例如设计截止频率为50Hz 采样频率为16000Hz的低通滤波器。

    选择Lowpass  IIR Butterworth Specify order 选择1阶,设置截止

    和采样频率,点Design Filter ,滤波器设计ok,

    点Analysis中的filter coefficients 导出滤波器参数:

    Numerator 分子: 1 1 0

    Denominator 分母: 1 -0.98055531890995351 0

    Gain: 0.0097223405450232395

    可以用matlab验证下参数

    >> sys1=tf([0.0097223405450232395 0.0097223405450232395 0],[1 -0.98055531890995351 0],6.25e-5);
    >> bode(sys1)

    把获得的参数直接可用在DSP中。

            FilteredValue  = LOW_PASS_NUM1_16K_50 * (Value + ValueLastInput);
            FilteredValue  -= LOW_PASS_DEN2_16K_50 * ValueLastOutput;
            ValueLastInput = Value ;
            ValueLastOutput= FilteredValue  ;

     

    同理,谐振滤波器和陷波器都可以用该方法得到,根据需求,可选择不同滤波器类型。

     

     

     

     

    展开全文
  • 一、 引 言  在许多数字信号处理系统中,FIR滤波器是最常用的组件之一,它完成信号预调、频带...数字滤波器和模拟滤波器相比,因为信号的形式和实现滤波的方法不同,数字滤波器具有比模拟滤波器精度高、稳定、体积
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  • 用MATLAB制作一首音乐,并对音乐进行分析与仿真。经过加噪声,通过各种自制的IIR,FIR数字滤波器,仿真分析
  • 文中研究了FIR滤波器窗函数算法的基本思想给出了在定点DSP芯片上实现FIR数字滤波器的设计方法, 并给出了仿真结果。  0 引言  数字信号处理现已在通信与信息系统、信号与信息系统、自动控制、需达、军事、航空...
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