基于多軟件平臺(tái)協(xié)同工作的FIR濾波器設(shè)計(jì)
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2．2 數(shù)字濾波部分
2．2．1 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理分析
FIR數(shù)字濾波器的構(gòu)成形式主要有直接型、級(jí)聯(lián)型、線性相位型FIR濾波器和頻率采樣型等。本文采用直接型結(jié)構(gòu)，故N階FIR數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)為：
上式就是輸入序列x(n)與單位沖擊響應(yīng)h(n)的線性卷積，由上式可知n時(shí)刻的輸入y(n)僅于n時(shí)刻的輸入以及過去N-1個(gè)輸入值有關(guān)，實(shí)際上FIR數(shù)字濾波器是由一個(gè)“抽頭延遲線”加法器和乘法器的集合構(gòu)成的。賦給每個(gè)乘法器的操作數(shù)就是一個(gè)FIR系數(shù)。
線性相位型FIR數(shù)字濾波器相位響應(yīng)是頻率的線性函數(shù)，即：
其中M為FIR濾波器的抽頭數(shù)；h(k)為第k級(jí)抽頭系數(shù)(單位沖擊響應(yīng))；x(n-k)為延時(shí)k個(gè)抽頭的輸入信號(hào)。
2．2．2 濾波器系數(shù)的計(jì)算
數(shù)字濾波器實(shí)際上是一個(gè)采用有限精度算法實(shí)現(xiàn)的線性非時(shí)變系統(tǒng)，它的步驟為先根據(jù)需要確定濾波器的性能指標(biāo)，然后利用Matlah提供的濾波器設(shè)計(jì)工具——FDAtool仿真設(shè)計(jì)濾波器進(jìn)行系數(shù)的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)：設(shè)計(jì)一個(gè)8階低通濾波器，模擬信號(hào)的采樣頻率為50 kHz，信號(hào)的截止頻率為2000Hz，輸入序列帶寬為8位。因?yàn)樵贔IR數(shù)字濾波器之后的ispPAC20中的D／A轉(zhuǎn)換器為8位，所以在設(shè)置濾波器系數(shù)的時(shí)候要限制輸出位數(shù)。
FDATool計(jì)算出的值是一個(gè)有符號(hào)小數(shù)，而在DSPBuilder下建立的FIR濾波器模型需要一個(gè)整數(shù)作為濾波器系數(shù)。所以必須進(jìn)行量化，并對(duì)得到的系數(shù)進(jìn)行歸一化處理。
2．2．3 FIR數(shù)字濾波器模型的搭建
DSP Builder是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)(或算法級(jí))設(shè)計(jì)工具，它構(gòu)架在多個(gè)軟件工具之上，并把系統(tǒng)級(jí)和RTL級(jí)兩個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)工具連接起來，最大程度地發(fā)揮了兩種工具的優(yōu)勢(shì)。
根據(jù)FIR數(shù)字濾波器的原理，在Matlab／simulink中進(jìn)行設(shè)計(jì)的輸入，利用Altera DSP Builder中的模塊進(jìn)行濾波器模型的搭建，然后將計(jì)算好的FIR數(shù)字濾波器系數(shù)輸入到搭建的模型中，圖4所示為搭建好的FIR數(shù)字濾波器模型。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/186603.htm
評(píng)論