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基于DSP的IIR数字滤波器的设计与实现摘要:叙述了IIR数字滤波器的设计原理及其在DSP上的实现思路,并对用DSP实现IIR数字滤波的方法进行了分析。用MATLAB计算出IIR数字滤波器的系数,考虑到溢出问题,采用级联的形式对滤波器进行分解,最后在TMS320VC5416DSP上得以实现,并通过CCScomecomposerstudio的输入输出功能和RTDXrealtimedataexcha
ge的功能保证实现结果和仿真结果的一致性。关键词:IIR数字滤波器DSP算法
数字滤波器在各种数字信号处理中发挥着十分重要的作用,数字滤波器设计一直是信号处理领域的重要研究课题。常用的数字滤波器有FIR滤波器和IIR滤波器其中IIR数字滤波器因具有结构简单、占用存储空间少、运算速度快、较高的计算精度和能够用较低的阶数实现较好的选频特性等特点1,得到了广泛应用。DSP芯片有适合于数字信号处理的软件资源和硬件资源,是实现数字信号处理的重要途径2。目前所见文献,多数为滤波器的模型设计,所得结果也是在MATLAB等实验环境下模拟仿真完成的,带有很大的局限性。本文讨论IIR数字滤波器在DSP上的实现思路,并对其实现方法进行了分析。1数字IIR滤波器的理论设计分析
数字滤波器实际上是一个采用有限精度算法实现的线性非时变离散系统,滤波器的功能实现实际上是通过大量的加法运算和乘法运算完成的。IIR数字滤波器差分方程的一般形式为:
从IIR数字滤波器的实现来看,有直接型、级联型、并联型和格型等基本网络结构。不同的结构形式会有不同的运算误差,其稳定性、运算速度、所占用的存储空间等也有所不同3。其中直接Ⅱ型仅需要N级延迟单元,且可作为级联型和并联型结构中的基本单元,是最常用的IIR数字滤波器结构之一。
IIR数字滤波器的设计方法有两类4,一类是借助于模拟滤波器的设计方法设计出模拟滤波器,利用冲激响应不变法或双线性变换法转换成数字滤波器,然后用硬件或软件实现;另一类是直接在频域或时域中进行设计,设计时需要计算机作辅助工具。对系统传递函数为
的IIR数字波滤器来说,设计的任务就是寻求一种因果关系和物理上可实现的系统传递函数Hz,使其频率响应Hejω能够满足所希望得到的频域指标。2IIR数字滤波器在DSP上的实现方法及实现过程21IIR数字滤波器在DSP上的实现步骤和条件
IIR数字滤波器在DSP上的设计过程如下:1根据指标确定滤波器的类型,设计出滤波器的参数;2根据DSP的特点(字长、精度等)对参数进行取舍、量化,然后进行仿真;3根据仿真结果对滤波器的结r
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