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          基于DSP的自適應濾波器的設計方案

          作者: 時間:2013-11-16 來源:網(wǎng)絡 收藏
          0px; FONT: 14px/25px 宋體, arial; WHITE-SPACE: normal; ORPHANS: 2; LETTER-SPACING: normal; COLOR: rgb(0,0,0); WORD-SPACING: 0px; PADDING-TOP: 0px; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">  IIRFIR相比較,IIR 存在突出的缺點,主要的缺點包括:自適應IIR濾波器存在不穩(wěn)定的可能性傾向;而且收斂速度慢等。因此,一般采用FIR濾波器作為自適應濾波器的結構。自適應濾波器最直接的實現(xiàn)就是直接形式的FIR結構,但在本論文中采用FIR橫向結構設計自適應濾波器。這種結構僅包含有由延遲級數(shù)所決定的有限個存儲單元,可歸結為有限沖激響應(FIR)或橫向濾波器(Kallman)。輸入信號被若干延遲單元延時,其延遲時間可以是連續(xù)的。這些延遲單元的輸出與存儲的一組權系數(shù)依次相乘,將其乘積相加得到輸出信號。這意味著輸出是輸入信號與所存儲的權系數(shù)或沖激響應的卷積。這種濾波結構僅包含有零點(因為沒有遞歸反饋單元),因此,若要獲得截止的頻率特性,則需要有大量的延遲單元。但是,這種濾波器始終是穩(wěn)定的,并能提供線性相位特性。圖3所示為FIR橫向濾波器結構。

            FIR橫向濾波器結構

            1.3 的最小硬件系統(tǒng)設計

            的硬件最小系統(tǒng)設計包括芯片、電源轉換電路、時鐘電路、復位電路、JTAG 仿真接口等,如圖4所示。

            DSP硬件最小系統(tǒng)設計

            2 基于DSP 的自適應濾波器的軟件設計

            采用TMS320F28234實現(xiàn)自適應濾波器,自適應算法采用基本的LMS算法,濾波器的結構采用橫向FIR結構。

            自適應濾波器的TMS320F28234的設計中,程序設計語言運用匯編語言,自適應濾波器程序設計流程如圖5所示。

            自適應濾波器的軟件實現(xiàn)框圖

            3 仿真驗證

            為了說明自適應濾波器的優(yōu)越性,這里通過仿真結果來表明。通過引入一個已有的數(shù)據(jù)文件方式得到一個受到噪聲干擾的正弦波信號,該波形作為自適應濾波的輸入信號。自適應濾波程序在CCS 環(huán)境下編譯、鏈接、修改語法錯誤,編譯鏈接通過后,加載并連接程序,連接生成公共目標代碼文件,在線下載到DSP中運行。將編譯產(chǎn)生的可執(zhí)行文件下載到 DSP芯片中后,經(jīng)過運行得到時域圖,輸入信號的時域圖如圖6所示。

            輸入信號的時域圖

            輸出信號的時域圖

            由圖6可以看到,低頻信號中疊加了有噪聲信號,導致低頻信號出現(xiàn)了較大的畸變。低頻的信號中疊加了比較多的高頻噪聲,只有進行高頻濾波才能夠得到比較好的原始低頻信號。在觀察輸出波形時,能夠看到輸出波形中僅剩余了低頻信號,濾除了高頻成分。通過圖6 和圖7的對比,輸入信號的高頻噪聲基本上得到了濾除。但是由于參數(shù)設置不夠精確等原因造成的高頻噪聲沒有得到完全消除,但是也很明顯的顯現(xiàn)了低通濾波的目的。

            4 結語



          關鍵詞: DSP 自適應 濾波器

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