不同阶数的FIR数字滤波器的DSP实现.doc

不同阶数的FIR数字滤波器的DSP实现由于Q()是一个已知的三角函数，故除在点=0,外，上式处处有效。令： 则可得到如下数学模型： 据此，可以把FIR滤波器的设计问题，归纳为如下的加权契比雪夫迫近问题：寻找P( )的一组系数a(n)（或 使E()的最大绝对值在整个频带上都达 到最小。即： 其中：B表示整个有意义的频带。 求解契比雪夫迫近问题的依据是交错定理(这里不再介绍)。 2用Matlab设计FIR数字滤波器Matlab信号处理工具箱采用Remez算法实现线性相位FIR滤波器的等波纹最佳一致逼近设计 。与其他设计方法相比，其优点是：设计指标相同时，使滤波器阶数最低；阶数相同时，使 通带最平坦，阻带最小衰减最大；通带和阻带均为等波纹形式，适合设计片段常数型滤波器 。其调用格式如下： remezord函数用于估算FIR数字滤波器的等波纹最佳一致逼近设计的最低阶数N，从而使 滤波器在满足指标的前提下造价最低。基本调用格式如下：其返回参数供remez函数使用。编制程序（略）FIR数字滤波器的滤波仿真程序：设有一个正弦叠加信号：x=sin(2*pi*100*t)+sin(2*pi*200*t)+sin(2*pi*3 00*t)；经过带通滤波器后，滤除频率为100 Hz和300 Hz的信号，如图1所示。结果如图2所示。 3用DSP线性缓冲区和带位移的双操作数寻址方法来实现不同阶数的FIR数字滤波器实现的核心器件采用美国德州仪器公司生产的DSP芯片TMS320C5402。对于N级FIR滤波 器，在数据存储器中开辟一个称之为滑窗的N个单元的缓冲区，存放最新的N个输入样本 。从最老的样本开始，每读一个样本后，将此样本向下移位。读完最后一个样本后，输入最 新样本至缓冲区的顶部（见图3）。FIR滤波器的主程序（程序流程图见图4），其中包括3个子程序Variableinc，Bfunction.asm，Filter_coeffinc。Variableinc程序的主要作用是：将TMS320个寄存器定义为全局符号，这样就可以直接引用寄存器（符号）。Bf unction.asm程序的主要作用是：初始化FEC和初始化C54。Filter_coeff.inc程序提供滤波器的系数，其系数用Q15格式表示。 4结语实践证明,该滤波器准确度高、稳定性好,易于移植使用,具有较强的实用性与灵活性。Mat lab可方便地设计出FIR数字滤波器，并且修改系数方便。由于DSP的可移植性好，所以能从不同方法得来的滤波器系数写入filter_coeff.inc子程序中，从而得到不同的滤波效果。 参考文献 1丁玉美，高西全.数字信号处理M.西安：西安电子科技大学出版社，2002 2 吴湘淇.信号、系统与信号处理M.北京：电子工业出版社，1999. 3 薛年喜.Matlab在数字信号处理中的应用M.北京：清华大学出版社，2003. 4 TMS320C54X DSP CPU and Peripherals (Reference SetVolume 1).5