[信息与通信]第6章 DSP应用程序设计.ppt

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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）数字滤波器快速傅里叶变换（FFT）正弦信号发生器。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。20

2、21/10/11DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1FIR滤波器的DSP实现6.2IIR滤波器的DSP实现6.3快速傅里叶变换(FFT)的DSP实现6.4正弦波信号发生器2021/10/12DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1FIR滤波器的DSP实现在数字信号处理中，滤波占有极其重要的地位。数字滤波是语音处理、图像处理、模式识别、频谱分析等应用中的基本处理算法。用DSP芯片实现数字滤波除了具有稳定性好、精确度高、不受环境影响等优点外，还具有灵活性好等特点。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

3、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。2021/10/13DSP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滤波器的基本结构数字滤波是将输入的信号序列，按规定的算法进行处理，从而得到所期望的输出序列。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。2021/10/14DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1.

4、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-12021/10/15DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1FIR滤波器的DSP实现6.1.3FIR滤波器的MATLAB设计MATLAB是一种功能强、效率高、便于进行科学和工程计算的交互式软件包，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，为用户提供了方便、友好的界面环境。MATLAB中的工具箱（Toolbox）包含了许多实用程序。它提供了多种FIR滤波器设计方法。下面以标准频率响应设计法

5、fir1和任意频率响应设计法fir2为例说明其使用方法。2021/10/16DSP原理及应用第6章应用程序设计6.1.3FIR滤波器的MATLAB设计用来设计标准频率响应的基于窗函数的FIR滤波器，可实现加窗线性相位FIR数字滤波器的设计。1.fir1函数语法：b=fir1(n，Wn)b=fir1(n，Wn，‘ftype’)b=fir1(n，Wn，Window)b=fir1(n，Wn，‘ftype’，Window)n：滤波器的阶数；Wn：滤波器的截止频率；ftype：用来决定滤波器的类型，当ftype=high时，可设计高通

6、滤波器；当ftype=stop时，可设计带阻滤波器。Window：用来指定滤波器采用的窗函数类型，其默认值为汉明（Hamming）窗。2021/10/17DSP原理及应用第6章应用程序设计使用fir1函数可设计标准的低通、高通、带通和带阻滤波器。1.fir1函数(1)采用汉明窗设计低通FIR滤波器使用b=fir1(n，Wn)可得到低通滤波。0Wn1,Wn=1相当于0.5fs。格式：b=fir1(n，Wn)2021/10/18DSP原理及应用第6章应用程序设计使用fir1函数可设计标准的低通、高通、带通和带阻滤波器。1.f

7、ir1函数(2)采用汉明窗设计高通FIR滤波器在b=fir1(n，Wn，‘ftype’)中，当ftype=high时,可设计高通滤波器。格式：b=fir1(n，Wn，‘high’)2021/10/19DSP原理及应用第6章应用程序设计使用fir1函数可设计标准的低通、高通、带通和带阻滤波器。1.fir1函数(3)采用汉明窗设计带通FIR滤波器在b=fir1(n，Wn)中，当Wn=[W1W2]时，可得到带通滤波器，其通带为W1

8、10/110DSP原理及应用第6章应用程序设计使用fir1函数可设计标准的低通、高通、带通和带阻滤波器。1.fir1函数(4)采用汉明窗设计带阻FIR滤波器在b=fir1(n，Wn，‘ftype’)中，当ftype=stop，Wn=[W1W2]时，fir1函数可得到带阻滤波器。格式：b=f