DSP实验结题报告

1、学院：学号：姓名：授课老师：日期：三峡大学电子与通信工程系dsp技术与实验二级标题（自己选取的实验）目录一、dsp技术概述二、所选实验的技术背景说明三、所选取的实验设备说明四、实验原理说明五、实验结果六、结果分析七、结论八、参考文南弋九、附件dspfir滤波器的设计一、dsp技术概述：数7信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。数字 信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。反过来，数字信号处理的应用又 促进了数字信号处理理论的提高。而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。例如，在数学领

2、域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、 信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。近来新兴的一些学科，如人工智 能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。可以说，数字信号处理是把许多 经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。二、所选实验的技术背景说明：1、掌握数字滤波器的设计过程；2、了解fir的原理和特性；3、熟悉设计fir数字滤波器的原理和方法；4、学习fir滤波器的dsp的实现原理；5、学习使用ccs的波形观察窗口观察输入/输出信号波形和频谱变化悄况。6、通过matlab來设计一个低通滤波

3、器，対它进行模拟仿真确定fir滤燧畧系数；7、dsp池就吾言进行编程，实现fir运算，对細始成信号，滤除信号屮高频成分，观察滤波前后 波形的变化。三、所选取的实验设备说明：1. 一台装有 code composer studio v4 的计算机；2. hx - 5509 开发板；3. xds100 - usb vi 仿真器。四、实验原理说明：f1r数字滤波器是一种非递归系统，其传递函数为：h(z)=y(z)/x(z) = eb(n)z-n由此可 得到系统的差分方程为：y(n)二工h(i)x(n-i),其冲击响应h(n)是有限长序列，它其实就是 滤波器系数向量b(n), n为ftr滤波器的阶数。

4、为了使滤波器满足线性相位条件，要求其单 位脉冲响应h(n)为实序列，且满足偶对称或奇对称条件，即h(n)=h(n-1-n)或 h (n) =- h(n-l-n)这样，当n为偶数时，偶对称线性相位fir滤波器的差分方程表达式为： y (n) = eh(i) x (n-i) +x (n-l-n-i)应用matlab设计fir滤波器的主要任务就是根据给定的性能指标设计一个h (z),使其逼近这一指标，进而计算并确定滤波器的系数b(n),再 将 所设计滤波器的幅频响应、相频响应曲线作为输出，与设计要求进行比较，对设计的 滤波器进行优化，设计完成之后将得到fir滤波器的单位冲击响应序列h(n)的各个参数

5、值。 mat lab用firl函数设计fir滤波器：firl函数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。具体语法如下：b=firl(nwn)b=firl(n, wn, 'ftype' )b=firl(n, wn, window)b=firl(n, wn, 'ftype' , window)其中 n 为滤波 器的阶数；wn为滤波器的截止频率；ftype为用来决定滤波器的类型，当ftype二high时， 可设计高通滤波器；当ftype二stop时，可设计带阻滤波器。window为用来指定滤波器采用 的窗函数类型,w

6、indow参数可采用的窗口函数有：boxcar, hanning, bartlett, blackman, kasier和chobwi n等，其默认时为hamming窗,从而得到滤波器的系数。mat lab用fir2 函数设计fir滤波器：fir2函数用来设计有任意频率响应的各种加窗fir滤波器。具体语 法如卜：b=fir2 (n, f, m) b=fir2 (n, f, m, window) b=fir2 (n, f, m, npt) b=fir2 (n, f, m, npt, window) b=fir2 (n, f, m, npt, lap) b=fir2 (n, f, m, nptt,

7、 lap,window)其川n为滤波器的阶数；f为频率点矢量；m为幅度点矢量；window用 来指定所 使用的窗函数类型，默认值为汉明(hamming)窗；npt用来指定fir2函数对频率响应进行内插的点数；lap用来指定fir2函数在重复频率点附近插入的区域大小，从而得到滤波器 的系数。下图是fir滤波器的结构图。有限冲激响应滤波器的matlab设汁有限冲激响应滤波器dsp实现在利用c55x系列处理器编写程序时，应充分利用处理器所提供的各种条件。在下面所 给出的实例中，可以发现该程序充分发挥了 c55x内核双乘法器的作用，并灵活使用辅助寄存器的各种寻址方式。这样做将提高处理器的工作效率，更好

8、地满足系统实时性的要求。五、实验结果及分析:(1)输入的吋域波形.graphical di splay(2)输入的频域波形滤波后(3)输出的时域波形（4）输入的频域波形ek graphi cal di spl<yjnl2dlin auto scale rectangularfft mag(0.246094, 46076.2)七、结论：本文以窗函数法设讣线性相位fir数字滤波器和用模拟滤波器设讣iir滤波器，介绍用 matlab工具软件设计数字滤波器的方法并在ccs上仿真结果观察波形图可以看出本次设计 基本实现了 h标要求，但还存在误差，分析误差原因为在用dsp实现iir滤波器时，在定点

9、运算中，乘法运算的结果因位数增多而需要进行截止或舍入处理，因而引起了乘法运算的量 化效应。由于舍入和截尾都是非线性过程，所以量化效应相当于在滤波器某些链路屮引入了 非线性环节，给分析和设计带来问题。如何设置fir滤波器的参数以及加窗的计算等对滤波 器的功能有着非常重要的影响。本文在matlab平台上，研究了基于窗函数法并同时考虑衰 减等多个参数设置问题。matlab具有强大的数值计算和图形功能，虽然其执行效率较低, 但其编程效率与可读性、可移植性要远高于其他高级语言。它集数值分析、矩阵运算、信号 处理和图形显示于一体，构成了一个界而友好的用户环境。它的信号处理工具箱包含了各种 经典的和现代的数

10、字信号处理技术，是一个非常优秀的算法研究与辅助设计的工具。在设计 数字滤波器时，运用它來进行辅助设计，在系统的准确性和高效率方面起到了至关重要的作 用。在对设计的数字滤波器的进行调试，仿真时采用了 ccs开发环境。ccs加速和增强了实 时，嵌入信号处理的开发过程，它提供配置、构造、调试、跟踪和分析程序的工具，在基本 代码产生工具的基础上增加了调试和实时分析的功能。开发设计人员可在不屮断程序运行的 情况下检查算法的对错，实现对硬件的实时跟踪调试，从而大大缩减了程序的开发时间。八、参考文献:1 孙洪波ums320c55x dspj电子工业出版社，200112 ccs4.1 2汉化介绍中华丈本库l3

11、j l美m.h.海因斯 著，张建华等 译數字住号处理北京：科学出版社，20024邦彦.dsp原理及应用北京：电子工业出版社.20015j xds100 v1 仿宾器 http:/www. hif icat. co<n/ycl/xds100li20v1. html6 程佩仃.数字信号处理救程（第二版）北京：清华大学出版社.20017 王秋生 敦字信号处理器（dsp）易学通.人民邮电出版社.20088 彭启琮.tms320c54x实用教程m,成都：电子科技大学岀版社.2000九、附件：sinclude "myapp h"ttinclude "csedu. h&q

12、uot;include "scancode h"sinclude <math h>#define firnumber 25#define signal1f 1000define signal2f 4500sdefine samplef 10000define pi 3.1415926 float inputwave(); float fir();float fhn firnumber = 0. 0, 0. 0, 0. 001, -0. 002, -0. 002, 0. 01, -0. 009, -0. 01& 0. 049, -0. 02, 0. 11,

13、 0. 2& 0. 64, 0. 2& -0. 11,-0. 02, 0. 049, -0. 018, -0. 009, 0. 01, -0. 002,-0. 002, 0. 001, 0. 0, 0. 0；float fxn firnumber = 0.0;float flnput, foutput;float fsignall, fsignal2;float fstepsignall, fstepsignal2;float f2pi;int i;float fin256, fout256;int nln, nout;mainonin=0; n0ut=0;f2pi=2*pi;

14、fsignall=0. 0;fsignal2=pi*0.1;fstepsignall=2*pi/30;fstepsignal2=2*pi*l. 4;while ( 1 )flnput=inputwave();flnnln=flnput;nln卄；nln%二256;foutput=fir();foutnout=f0utput;n0ut+;/* break point */if ( n0ut>=256 )n0ut=0; float inputwave()for ( i=firnumber-l;i>o;i) fxni=fxni-l;fxn0=sin(double)fsignall)+cos(double)fsignal2)/6. 0; fsignall+