基于DSP C54x的数字滤波器设计
一个实际的应用系统中，总存在各种干扰。使用DSP进行数字信号处理时，可以从噪声中提取信号，即对一个具有噪声和信号的混合源进行采样，然后经过一个数字滤波器，滤除噪声，提取有用信号；数字滤波器是DSP最基本的应用领域，也是熟悉DSP应用的重要环节。在系统设计中，滤波器的好坏将直接影响系统的性能。
<P> <STRONG>数字滤波器的基本理论和设计 </STRONG></P>
<P> 对于数字滤波器的系统函数可以表示为:</P>
<P> <IMG height=88 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010223210102.gif" width=181 border=0><BR> 可以直接写成表示输出与输入的关系,即常系数线性差分方程:以下是IIR滤波器的表达式</P>
<P> <IMG height=45 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010223210531.gif" width=224 border=0><BR> 当全部 <IMG height=45 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010223210833.gif" width=191 border=0>, 即系统函数和单位抽样响应，则系统是FIR。 </P>
<P> 其滤波结构图如图一所示——横向滤波结构 <BR><BR> <IMG style="WIDTH: 553px; HEIGHT: 243px" height=243 alt=横向滤波器结构图 hspace=0 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010223210609.gif" width=553 border=0></P>
<P> 图一 横向滤波器结构图</P>
<P> FIR滤波算法实际上是一种乘法累加运算。它不断输入样本，经延时 ，作乘法累加，再输出滤波结果y（n）。在这里使用FIR滤波器，它有以下几个特点： <BR><BR> （1） 系统的单位冲激响应h（n）在有限个n值处不为零； <BR><BR> （2） 系统函数H（z）在|z|>0处收敛，在|z|>0处只有零点，有限z平面只有零点，而全部极点都在z=0处； <BR><BR> （3） 结构主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈。 </P>
<P> 这本次设计中FTSK输入数据中包含频率为800HZ，1200HZ，1600HZ，2021HZ，中心频率为1600HZ，提取该频率的信号。利用Matlab设计一个带通滤波器。具体参数为：采样频率为22050HZ，通带宽度为250HZ，则Fpass1=1475HZ，Fpass2=1725HZ，衰减1db，过渡带为200HZ则Fstop1=1275HZ，Fstop2=1925HZ，阻带衰减为30db。运行Matlab获得126阶的带通滤波器，并提取系数。 </P>
<P> 用线性缓冲区和带移位双操作数寻址方法实现FIR滤波器 </P>
<P> 在这里介绍用线性缓冲区法实现 ，其特点是： <BR><BR> （1） 对于N级的FIR滤波器，在数据存储区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。 <BR><BR> （2） 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。 <BR><BR> 在这里N=126，y（n）= <IMG height=45 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010223210228.gif" width=84 border=0> <BR></P>
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