基于Matlab的FIR带通滤波器设计及DSP实现.pdf

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1、２０１２年５月１日现代电子技术Ｍａｙ２０１２第３５卷第９期ＭｏｄｅｒｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｉｑｕｅＶｏｌ．３５Ｎｏ．９基于Ｍａｔｌａｂ的ＦＩＲ带通滤波器设计及ＤＳＰ实现凌生强１，廖柏林２，丁亮１，胡小勇１，徐澧明１（１．吉首大学物理与机电工程学院，湖南吉首４１６０００；２．吉首大学信息科学与工程学院，湖南吉首４１６０００）摘要：借助Ｍａｔｌａｂ的ＦＤＡＴＯＯＬ滤波器设计分析软件，设计了一种ＦＩＲ数字带通滤波器，并对一段含噪语音信号进行滤波。利用汇编语言编程，在ＤＳＰ上实现了该滤波器。实验

2、结果表明，该数字带通滤波器精确，稳定性好，易于移植，具有很强的实用性与灵活性。关键词：ＦＩＲ数字带通滤波器；语音去噪；ＤＳＰ；Ｍａｔｌａｂ中图分类号：ＴＮ７１０－３４文献标识码：Ａ文章编号：１００４－３７３Ｘ（２０１２）０９－０１７６－０３ＤｅｓｉｇｎｏｆＦＩＲｂａｎｄ－ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｂａｓｅｄｏｎＭａｔｌａｂａｎｄｉｔｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｗｉｔｈＤＳＰ１，ＬＩＡＯＢｏ－ｌｉｎ２，ＤＩＮＧＬｉａｎｇ１，ＨＵＸｉａｏ－ｙｏｎｇ１，ＸＵＬｉ－ｍｉｎｇ１ＬＩＮＧＳｈｅｎｇ－ｑａｎｇ（１．Ｃ

3、ｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉＳｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪｉＳｈｏｕ４１６０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉＳｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪｉＳｈｏｕ４１６０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＤｅｓｉｇｎｅｄａＦＩＲｄｉｇｉｔａｌｂａｎｄ－ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｗｉｔｈｔｈｅＭａｔｌａｂ′ｓＦＤＡＴＯＯＬ，ａｎｄｇａｖｅａｆｉｌｔｅｒｉｎｇｏｆａｎｏｉｓｅｄｓｐｅｅ

4、ｃｈｓｉｇｎａｌ．ＴｈｅｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｔｈｅｆｉｌｔｅｒｏｎＤＳＰｂｙｕｓｉｎｇｏｆａｓｓｅｍｂｌｙｌａｎｇｕａｇｅｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ．Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｂａｎｄ－ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｇｏｏｄｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｅａｓｅｏｆｍｉｇｒａｔｉｏｎ，ｓｔｒｏｎｇｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙａｎｄｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦＩＲｄｉｇｉｔａｌｂａ

5、ｎｄ－ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒ；ｓｐｅｅｃｈｄｅ－ｎｏｉｓｉｎｇ；ＤＳＰ；ＭａｔｌａｂＴＭＳ３２０Ｃ５４０２芯片上具体实现了该滤波器。０引言１ＦＩＲ数字带通滤波器设计原理随着电子技术的飞速发展，人们正逐步进入数字化时代，数字滤波器越来越受到人们的关注，并且在近代电设ＦＩＲ滤波器单位脉冲响应ｈ（ｎ）长度为Ｎ，其系信设备和各类控制系统中的应用极为广泛，如语音处理、统函数Ｈ（ｚ）为：Ｎ－１图像处理、通信、电视、雷达、生物医学信号处理等。数字－ｎ（１）Ｈ（ｚ）＝∑ｈ（ｎ）ｚ滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可

6、分为有无限ｎ＝０长单位冲激响应（ＩＩＲ）滤波器和有限长单位冲击响应ＦＩＲ滤波器的设计任务是选择有限长度的ｈ（ｎ），（ＦＩＲ）滤波器。ＩＩＲ滤波器虽然可以利用模拟滤波器设计使传输函数满足技术要求。一般是先给定所要求的理想滤波器频率响应Ｈ（ｅｊω），导出ｈ（ｎ）。因为理想滤波器的结果，而模拟滤波器的设计有大量的图表可查，方便简ｄｄ单，但它的相位是非线性的。图像处理以及数据传输都的冲激响应ｈｄ（ｎ）是无限长的非因果序列，而所要设计要求信道具有线性相位，同时又可以具有任意的幅度特的是ｈｄ（ｎ）是有限长的ＦＩ

7、Ｒ滤波器，所以要用有限长序性。此外，ＦＩＲ滤波器的单位冲激响应是有限长的，因而列ｈｄ（ｎ）来逼近无限长序列ｈ（ｎ）。设：π滤波器一定是稳定的。随着Ｍａｔｌａｂ软件和信号处理工ｈｄ（ｎ）＝１Ｈ（ｅｊω）ｅｊωｄｗ（２）２π∫－π具箱的不断完善，可以利用Ｍａｔｌａｂ信号处理工具箱快速常用的方法是使用有限长的窗函数ｗ（ｎ）来截取有效地实现数字滤波器的设计、分析和仿真。本文首先ｈｄ（ｎ），即：使用Ｍａｔｌａｂ设计了一个ＦＩＲ数字带通滤波器，并对一段ｈ（ｎ）＝ｗ（ｎ）＊ｈｄ（ｎ）（３）含噪语音信号进行滤波，然

8、后在ＴＩ公司生产的根据在时域是相乘关系在频域则是卷积关系，可得：收稿日期：２０１１－１２－２１π基金项目：湖南省教育厅科研项目（０９Ｃ７９２）；吉首大学大学生Ｈ（ｅｊω）＝１Ｈｄ（ｅｊω）Ｗ［ｅｊ（ω－θ）］ｄθ（４）Ｒ研究性学习和创新性实验计划项目（ＪＳＵ－ＣＸ－２００９－２π∫－π式中：Ｗ（ｅｊω）为窗谱；Ｈ（ｅｊω）是ＦＩＲ滤波器频率响应。２２）Ｒ第９期凌生强，等：基于Ｍａｔｌａｂ的ＦＩＲ带通滤波器设计及ＤＳＰ实现１７７由此可见，窗函数不仅影响原信号在时域内的波