《应用程序设计》ppt课件

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1、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。2021/7/201DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1FIR滤波器的DSP实

2、现6.2IIR滤波器的DSP实现2021/7/202DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1FIR滤波器的DSP实现数字滤波器是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。2021/7/203DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1FIR滤波器的DSP实现6.1.1FIR滤波器的基本结构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：(6.1.1)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

3、。2021/7/204DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1.1FIR滤波器的基本结构在式（6.1.1）中，若所有的ai均为0，则得FIR滤波器的差分方程：(6.1.2)对式（6.1.2）进行z变换，可得FIR滤波器的传递函数：(6.1.3)2021/7/205DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1.1FIR滤波器的基本结构FIR滤波器的结构：z-1z-1+x(n)y(n)x(n-1)x(n-N+1)b0b1bN-2bN-1z-12021/7/206DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1.1FIR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

4、列。偶对称线性相位FIR滤波器的差分方程：N——偶数(6.1.4)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)。2021/7/207DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1.1FIR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：①FIR滤波器无反馈回路，是一种无条件稳定系统；②FIR滤波器可以设计成具有线性相位特性。2021/7/208DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1FIR滤波器的DSP实现6.1.2FIR滤波器的设计方法设计FI

5、R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：(6.1.5)=f/fs为归一化频率，fs为采样频率,T=2f/fs=2。2021/7/209DSP原理及应用第6章应用程序设计理想的传递函数Hd()有无限多个系数Cn，而实际的滤波器的系数只能有有限多个。因此，可以将式(6.1.7)中的无限项级数进行截取，得到近似的传递函数：1.用傅氏级数设计FIR滤波器(6.1.8)

6、

7、<1，Q为有限的正整数。（6.1.9）令z=ej2，则有2021/7/2010DSP原理及应用第6章应用

8、程序设计近似传递函数的冲激响应是由一系列的系数来决定：C-Q、C-Q+1、…、C-1、C0、…、CQ-1、CQ。1.用傅氏级数设计FIR滤波器（6.1.10）为了解决这个问题，可引入Q个采样周期的延时,得当n>0时，对应的Cnzn项代表的是一个非因果的滤波器，即输出先于输入，要得到n时刻的输出响应需用到n+1时刻的输出响应。2021/7/2011DSP原理及应用第6章应用程序设计令i=-(n-Q)，作变量置换得1.用傅氏级数设计FIR滤波器0i2Q（6.1.11）令bi=CQ-i，N-1=2Q，则H(z)的表达式为0iN-1（6.1.12）2021/7/

9、2012DSP原理及应用第6章应用程序设计1.用傅氏级数设计FIR滤波器根据卷积公式得（6.1.13）由上述公式可实现FIR滤波器，其响应由N项构成。2021/7/2013DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1.2FIR滤波器的设计方法FIR滤波器分为低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波，其设计可根据给出的滤波特性，通过下式计算系数Cn来实现。2.滤波器的设计n02021/7/2014DSP原理及应用第6章应用程序设计设低通滤波器的截止频率为fc，采样频率为fs，则系数表达式：2.滤波器的设计（6.1.14）(1)低通滤波器的设计2021/7/2015DS

10、P原理及应用第6章应用程