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DSP原理及应用课程设计《语音信号的FIR滤波器处理》姓名:班级:学号:指导老师日期:华南农业大学工程学院摘要在信号处理领域中,对于信号处理的实时性、快速性的要求越来越高,因此在许多信息处理过程中,如对信号的过滤、检测、预测等,都要广泛地用到滤波器。其中数字滤波器具有稳定性高、精度高、设计灵活、实现方便等许多突出的优点,避免了模拟滤波器所无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题,因而随着数字技术的发展,用数字技术实现滤波器的功能越来越受到人们的注意和广泛的应用。而有限冲激响应(FIR)滤波器能在设计任意幅频特性的同时保证严格的线性相位特性,在声音和数据传输中应用非常广泛。在计算量相等的情况下IIR数字滤波器比FIR滤波器的幅频特性优越,频率选择性也好,但是它有着致命的缺点相位特性不好控制,它的相位特性是的非线性函数。例如双线性变换法产生的IIR滤波器模拟指标的频率与数字化指标的频率转换关系是,这是使频率产生严重的非线性的原因,这种W与w的非线性关系,使数字滤波器与模拟滤波器在响应与频率的对应关系上发生了畸变,如果需要线性相位,就必须用全通网络进行复杂的相位校正但是,在对程序运行周期数要求十分严格的DSP处理中加上一个全通均衡器是十分浪费资源的,另外即使加上全通均衡器对于因果的IIR滤波器仍将得不到线性的相位。在现代电子系统中如图像处理数据传输等波形传递系统中都越来越多的要求信道具有线性的相位特性在这方面FIR滤波器具有独到的优点,它可以在幅度特性随意设计的同时保证精确严格的线性相位。本文主要介绍了利用DSP来实现FIR滤波器的设计,根据FIR滤波器设计的要求,S为开发环境,采用模块化的设计方案来完成设计。本文详细介绍了硬件电路和软件设计的方法,硬件方面介绍了SEED-DEC2812开发实验箱,软件设计方面包括了程序各模块的流程图和源程序代码,S为开发环境,并详细介绍了仿真的步骤。S开发环境;DSP;FIR目录1数字滤波器设计原理 62数字滤波器设计方法 93FIR滤波器设计 系统功能介绍 154结论 175设计心得 18致谢 18参考文献 19附件…………………………………………………………………………………20数字滤波器设计原理数字滤波器的定义和分类数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的,用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统,其输入是一组数字量,其输出是经过变换的另一组数字量。因此,数字滤波器本身既可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用的数字计算机,也可以将所需要的运算编成程序,让通用计算机来执行。从数字滤波器的单位冲击响应来看,可以分为两大类:有限冲击响应(FIR)数字滤波器和无限冲击响应(IIR)数字滤波器。滤波器按功能上分可以分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BSF)[4]。数字滤波器的优点相对于模拟滤波器,数字滤波器没有漂移,能够处理低频信号,频率响应特性可做成非常接近于理想的特性,且精度可以达到很高,容易集成等,这些优势决定了数字滤波器的应用将会越来越广泛。同时DSP处理器(DigitalSignalProcessor)的出现和FPGA(FieldProgrammableGateArray)的迅速发展也促进了数字滤波器的发展,并为数字滤波器的硬件实现提供了更多的选择。数字滤波器具有以下显著优点:精度高:模拟电路中元件精度很难达到10-3,以上,而数字系统17位字长就可以达到10-5精度。因此在一些精度要求很高的滤波系统中,就必须采用数字滤波器来实现。灵活性大:数字滤波器的性能主要取决于乘法器的各系数,而这些系数是存放在系数存储器中的,只要改变存储器中存放的系数,就可以得到不同的系统,这些都比改变模拟滤波器系统的特性要容易和方便的多,因而具有很大的灵活性。可靠性高:因为数字系统只有两个电平信号:"1”和“0",受噪声及环境条件的影响小,而模拟滤波器各个参数都有一定的温度系数,易受温度、振动、电磁感应等影响。并且数字滤波器多采用大规模集成电路,如用CPLD或FPGA来实现,也可以用专用的DSP处理器来实现,这些大规模集成电路的故障率远比众多分立元件构成的模拟系统的故障率低。易于大规模集成:因为数字部件具有高度的规范性,便于大规模集成,大规模生产,且数字滤波电路主要工作在截止或饱和状态,对电