河北工程大学：《数字信号处理器（Digital Signal Processor）DSP原理及应用》课程教学资源（PPT课件讲稿）第6章 应用程序设计

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 了高遠完成上述运算的能力,并具有体积小、功耗低、 功能强、敦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DP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(IR)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DP实现的方法。 日 DSP原理及应用

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第磧章应用程序设计 6.1FIR滤波器的DSP实现 62IR滤波器的DSP实现 6.3快速傅里叶变换(F的DSP实现 64正弦波信号发生器 日 DSP原理及应用 2

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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年2月24日 DSP原理及应用

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第6章应用程序设计 6.1FIR滤波器的DSP实现 611FR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。 个线性位移不变系统的输出序列ym)和输入序 列x(m)之间的关系,应满足常系数线性差分方程: (m)=∑bx(m-)-∑a,y(n-)n≥0(6,1) i=1 x()输入序列,ym):输出序列,a、b:滤波器系数, N滤波器的阶数。 2021年2月24日 DSP原理及应用

2021年2月24日 DSP原理及应用 4 ( ) ( ) ( ) 0 1 1 0          y n b x n i a y n i n M i i N i i

第6章应用程序设计 61.1F|R滤波器的基本结构 在式(61.1)中,若所有的a均为0,则得FR滤 波器的差分方程: y(n)=∑bx(n-1) (6,1,2) 对式(6,1,2)进行z变换,可得FR滤波器的传递 函数 H(z)=Y(=) ∑b (6,13) 2021年2月24日 DSP原理及应用 5

2021年2月24日 DSP原理及应用 5 ( ) ( ) 1 0      N i i y n b x n i ( ) ( ) ( ) 1 0       N i i i b z X z Y z H z

第6章应用程序设计 61.1F|R滤波器的基本结构 FIR滤波器的结构: x(n-1) x(n-N+1) y(n) b b bo 2021年2月24日 DSP原理及应用

2021年2月24日 DSP原理及应用 6 z -1 z -1 + x(n) y(n) x(n-1) x(n-N+1) b0 b1 bN-2 bN-1 z -1

第6章应用程序设计 61.1F|R滤波器的基本结构 FIR滤波器的单位冲激响应(m)为有限长序列。 若M(m)为实数,且满足偶对称或奇对称的条件 则FR滤波器具有线性相位特性。 偶对称:h(n)=b(N1-m) 奇对称:n)=-M(N1-m) 偶对称线性相位FR滤波器的差分方程: y(n)=∑b[x(n-1)+x(n-N+1+切(6.1.4 N偶数 2021年2月24日 DSP原理及应用

2021年2月24日 DSP原理及应用 7 ( ) [ ( ) ( 1 )] 1 2 0        Ni i y n b x n i x n N i

第6章应用程序设计 61.1F|R滤波器的基本结构 在数字滤波器中,F|R滤波器具有如下几个主 要特点: ①FR滤波器无反馈回路,是一种无条件稳定 系统; ②FIR滤波器可以设计成具有线性相位特性。 2021年2月24日 DSP原理及应用 8

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第6章应用程序设计 6.1FIR滤波器的DSP实现 612F|R滤波器的设计方法 设计F]R滤波器的基本方法之一,是用有限项傅 氏级数来逼近所要求的滤波器响应。 1.用傅氏级数设计FR滤波器 H的傅氏级数: H(O)=∑Cne 27mm0 (6,15) 0=f/为归一化频率,为采样频率,o7=2可/=2mO 2021年2月24日 DSP原理及应用

2021年2月24日 DSP原理及应用 9 ( ) 2   n j n d n H C e   

第6章应用程序设计 612FR滤波器的设计方法 1.用傅氏级数设计FR滤波器 系数Cn的选择可在最小均方误差的条件下,使传 递函数Hx逼近H(来决定 2n0 de (6,16 n H4()e 2 设H(为偶函数,则 x0人1(0)cos(2mO)dOn≥0(61.7 且 日 DSP原理及应用

2021年2月24日 DSP原理及应用 10    1 1 2 ( ) d 2 1   j n n d C H e   1 0 Cn Hd ( ) cos(2n )d