语音信号的fir滤波器设计

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1、DSP技术及应用课程设计报告题目：语音信号的FIR滤波器设计学院：信息工程学院专业：通信工程学号：201215910姓名：张孟承同组实验人：王威201215901田青玉201215904辅导老师：李珺陈俊峰时间：2015年12月17日12DSP的FIR滤波器的设计与实现摘要：详细介绍了一种以DSP为核心的FIR低通滤波器的设计方法。首先利用MATLAB中的辅助设计工具FDATool设计出符合要求的FIR低通滤波器，对它进行模拟仿真得到FIR滤波器的单位冲激响应参数，然后采用线性缓冲区和带移位的双操作数寻址方式在TMS320VC5509ADSP芯片上实现

2、一个混合输入信号的低通滤波.实验结果表明,利用该方法所设计的FIR滤波器满足所要求的性能指标。关键词：FIR滤波器；DSP；窗函数第1章绪论1.1设计目的数字滤波器是数字信号处理的重要环节，它实质是用有限精度算法实现的离散时间线性时不变系统，从而完成对信号进行滤波处理的功能。具有可靠性好、精度高、灵活性大等优点，广泛地应用在语音和图像处理、HDTV、模式识别、频谱分析等方面．现代数字滤波器可以用软件或硬件2种方式来实现，软件方式实现的优点是可以通过参数的修改进行滤波器性能的仿真和优化。既有很强的实时性，又兼顾了灵活性，为数字信号处理提供了一种很好的解决

3、方案。MATLAB是具有很强的科学计算和图形显示功能的软件系统，可以对数字滤波器进行精确设计，并且方便地进行FFT频谱分析与频谱图显示，从而对数字滤波器进行快速地检验和分析。1.2设计要求与思路利用C语言在CCS环境中编写一个FIR滤波器程序，并能利用已设计好的滤波器对常用信号进行滤波处理。在TMS320C54x系统开发环境CCS（CodeComposerStudio）下对FIR滤波器的DSP实现原理进行讨论。利用C语言设计相应的滤波器，通过实验仿真，从输入信号和输出信号的时域和频域曲线可看出在DSP上实现的FIR滤波器能完成预定的滤波任务。第2章FI

4、R滤波器设计过程122.1FIR滤波器设计总框图FIR滤波器设计总框图如图2.1所示图2.1FIR滤波器设计总框图2.2FIR滤波器设计的原理设ai(i=0，1，2，…，N-1)为滤波器的冲激响应,输入信号为x(n),则FIR滤波器的输入输出关系为：         12FIR滤波器的结构如图2.2所示：图2.2FIR滤波器的结构2.3 FIR滤波器的设计方法循环缓冲算法:对于N级的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，滑窗中存放最新的N个输入样本。每次输入新的样本时，一新样本改写滑窗中的最老的数据，而滑窗中的其他数据不需要

5、移动。利用片内BK（循环缓冲区长度）寄存器对滑窗进行间接寻址，环缓冲区地址首位相邻。下面，以N=5的FIR滤波器循环缓冲区为例，说明循环缓冲区中数据是如何寻址的。5级循环缓冲区的结构如图2.3所示，顶部为低地址。图2.3循环缓冲区的结构当第一次执行完之后，间接寻址的辅助寄存器指向x(n-4)。然后，从I/O口输入数据x(n+1)，将原来存放x(n-4)的数据存储单元改写为x(n+1)。接着，进行第二次乘法累加运算，，最后指向x(n-3)。然后从I/O口输入数据x(n+2)，将原来存放x(n-4)的数据存储器单元改写为x(n+2)。12第三章FIR滤波器

6、的MATLAB实现MATLAB辅助DSP实现FIR,其总体过程为在DSP中编写处理程序，在MATLAB中利用滤波器设计、分析工具(FDATOOL),根据指定的滤波器性能快速设计一个FIR,再把滤波器系数以头文件形式导入CCS中,头文件中MATLAB辅助DSP实现FIR数字滤波器含滤波器阶数和系数数组,在MATLAB中调试、运行DSP程序并显示、分析处理后的数据。使用该方法,便于采用汇编语言来实现程序。头文件名不变,当MATLAB中设计的滤波器系数改变时,相应头文件中系数也改变,方便程序调试、仿真。输入信号的产生首先利用Matlab产生导入CCS的dat

7、文件，产生的时域波形如图所示：图3.1输入信号波形图3.2输入频谱经过滤波器后的预期时域波形如图：12图3.3输出时域波形频谱如图所示图3.4输出频谱滤波器的设计MATLAB集成了一套功能强大的滤波器设计工具FDATool（FilterDesign&AnalysisTool），可以完成多种滤波器的设计、分析和性能评估。a.打开FilterDesign&AnalysisTool单击MATLAB主窗口下方的“Start”按钮，选择菜单“ToolBox”→“FilterDesign”→“FilterDesign&AnalysisTool（FDATool）”命

8、令，打开FDATool，12b.产生滤波器阶数为81阶，这里应填80，比阶数少1。窗函数选择切