基于dsp的fir数字滤波器的设计与实现new

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1、万方数据2006年7月25日第23卷第4期通镌电．凉技术TelecomPowerTechnologiesJul．25，2006，V01．23No．4文章编号：1009—3664(2006)04—0038—03基于DSP的FIR数字滤波器的设计与实现王献峰，石东(天津科技大学电子信息与自动化学院，天津300222)摘要：FIR数字滤波器广泛地应用于数字信号处理领域，本文对FIR滤波器的工件原理和设计方法进行了简单的介绍。文中采用窗函数法设计FIR数字滤波器，给出了TMS320VC5402的编程语句及其仿真波形。关键词：FIR数字滤波

2、器；DSP；窗函数法；TMS320C5402中图分类号：TN713文献标识码：ADesignandRealizationofFIRDigitalFilterBasedonTMS320C5402DSPChipWANGXian-feng，SHIDong(CollegeofElectronicInformationandAutomation，TianjinUniversityofScienceandTechnology，Tianjin300222，China)Abstract：Thedigitalfilteriswidelyusedin

3、thedigitalsingnalprocessingfield．ThispaperintroducedtheworkingprincipleofFIRfilterandthedesignmethodbriefly．WindowfunctionisusedtOdesignFIRbasedonTMS320C5402DSPfunctiorLKeywords：FIRdigitalfilter；DSP；windowfunctionmethod；TMS320C54020引言数字信号处理(DigitalSignalProcessing-DSP

4、)是把数字或符号表示的序列，通过计算机设备，用数字的方式去处理，以达到更符合人们要求的信号形式。在很多数字信号的处理过程中，如对信号的过滤、检测、预测等都要广泛地用到滤波器。数字滤波器是数字信号处理的基本方法。数字滤波与模拟滤波相比有很多优点，它除了可避免模拟滤波器固有的电压漂移、温度漂移和噪声等问题外，还能满足滤波器对幅度和相位的严格要求。低通有限冲激响应滤波器(FiniteIm—pulseResponseFilter，FIR滤波器)有其独特的优点，因为FIR系统只有零点，系统总是稳定的，且为线性相位，允许实现多通道滤波器。数字

5、滤波器是DSP的最基本的应用领域，一个DSP芯片执行数字滤波的能力反映了这种芯片功能的大小。数字滤波器因其设计灵活、实现方便等特点被广泛应用L1’2J。1FIR滤波器的基本结构及设计方法1．1FIR滤波器的基本结构设h(卵)(n=0，1，2⋯N一1)为滤波器的冲激响应，输入信号为z(咒)，则FIR滤波器就是要实现下列差分方程：N一1y(行)一三h(k)x(n一尼)(1)^一0收稿日期：2006—03—10作者简介：王献峰(1980一)，男，山东人，硕士研究生，研究方向智能化自动化装置的研究。式(1)就是FIR滤波器的差分方程。FI

6、R滤波器的最主要的特点是没有反馈回路，因此它是无条件稳定系统。它的单位脉冲响应矗(竹)是一个有限长序列。由上面的方程可见，FIR滤波算法实际上是一种乘法累加运算，它不断地输入样本z(咒)，经延时(z。1)，做乘法累加，再输出滤波结果y(咒)[1’2’3]。对式(1)进行Z变换，整理后可得FIR滤波器的传递函数为：_N1H(z)一三h(k)z{(2)k=0由式(2)可以看出，FIR滤波器的一般结构如图1所示。y∽)图1FIR滤波器的结构图1．2FIR滤波器的设计要设计一个FIR滤波器就是要求出它的冲击响应系数h(咒)，设计方法主要有

7、窗函数法和频率抽样法。本文采用窗函数法，这也是最基本的方法。理想的低通滤波器的频率响应Hd(叫)是一个矩形，这意味着它在时域上是无限长的序列，这在实际上是不可能实现的。因此要采取某种方法截断Hd(n)，可以用一个有限长度的窗函数序列训(竹)与之相乘。这个窗函数序列的形状和长度都会对最后系统的频率响应特性产生影响，因此对窗函数的分析和选择是设计FIR滤波器的关键问题所在。为了对信号进行滤波，首先必须根据技术指标设万方数据通缱电．潦技术王献峰等：基于DSP的FIR数字TelecomPowerTechnologies2006年7月25日

8、第23卷第4期滤波器的设计与实现Jul．25，2006，V01．23No．4计一个数字滤波器，即求单位冲激响应h(，z)。以设计一个FIR低通滤波器为例，其技术指标为：通带截止频率为1500Hz，阻带截止频率为2000Hz，通带纹波为0．01，阻带