基于DSP的FIR濾波器的設(shè)計(jì)

　　2.2 實(shí)現(xiàn)方案

　　由于在卷積運(yùn)算之前， h (n) 的N個(gè)數(shù)值是已知的， 因此， 可先在程序存儲(chǔ)器中開(kāi)辟N個(gè)單元來(lái)存放h (n)。由于輸入序列x (n) 是不斷變化的，因此， 在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中可開(kāi)辟N個(gè)存儲(chǔ)單元并對(duì)其進(jìn)行移位寄存， 其初始值分別為x (n)、x (n-1)……x (n-N-1)， 然后采用循環(huán)尋址的方法對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。每次輸入新的樣本時(shí)， 可以以新樣本改寫滑窗中的最老的數(shù)據(jù)， 而滑窗中的其他數(shù)據(jù)則不需要移動(dòng)。利用片內(nèi)8 kB (循環(huán)緩沖區(qū)長(zhǎng)度)寄存器可對(duì)滑窗進(jìn)行間接尋址， 循環(huán)緩沖區(qū)地址首尾相鄰。8級(jí)循環(huán)緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)如圖1所示， 其中頂部為低地址， 圖1中的(a) (b) (c) 分別為初始狀態(tài)、輸入1個(gè)和2個(gè)樣本后的存儲(chǔ)情況。

圖1 8級(jí)循環(huán)緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)。

　　3 仿真結(jié)果

　　下面是一組信號(hào)采樣序列樣本x (n)， 其中存在有高頻干擾。現(xiàn)以x (n) 作為輸入序列， 然后濾除其中的干擾成分。

　　{x (n)} = {-4,-2,0,-4,-6,-4,-2,-4,-6,-6,-4,-4,-6,-6,-2,6,12,8,0,-16,-38,-60,-84,-90,-66,-32,-4,-2,-4,8,12,12,10,6,6,*,0,0,0,0,0,-2,-4,0,0,0,-2,-2,0,0,-2,-2,-2,-2,0}

　　本設(shè)計(jì)的線性相位低通FIR數(shù)字濾波器的截止頻率ωc為0.2πrad， 窗口長(zhǎng)度N為11。根據(jù)上述原理及實(shí)現(xiàn)方案， 若采用漢寧窗來(lái)實(shí)現(xiàn)， 則可依據(jù)算式計(jì)算出用漢寧窗設(shè)計(jì)時(shí)的各h (n) 的系數(shù)：

　　{h (n)} = {0, 0.0045, 0.0349, 0.0991, 0.1692,0.2, 0.1692, 0.0991,0.0349, 0.0045, 0}

　　在CCS2.0軟件中觀察x (n) 的輸入曲線如圖2所示， 圖3所示是其y (n) 輸出曲線。

　　由圖2和圖3兩圖對(duì)比可見(jiàn)， 經(jīng)過(guò)濾波后， 其輸入曲線變平滑了。并且， 根據(jù)計(jì)算所得：

　　{y (n)} = {0， -0.018， -0.1486， -0.4662， -0.893， -1.305， -1.7006， -2.1548， -2.6372， -3.0062， -3.1918， -3.3098， -3.5296， -3.8198，-4.009， -4.0482， -3.9514， -3.4596， -2.0672， 0.3162， 2.7908， 3.*8， 0.9464， -6.2018， -17.6736， -31.8884， -45.5584， -54.1796， -54.044， -44.916， -30.6*， -16.6756， -6.3676， 0.058，4.037， 6.5272， 7.5976， 7.318， 6.2854， 5.0906， 3.8896， 2.*2， 1.5078， 0.6238， 0.0788， -0.3198， -0.7348， -1.0768， -1.1474， -0.9538，-0.7342， -0.6852， -0.7*， -0.8172， -0.8136，-0.8834} 上面一共56個(gè)值。

圖2 x (n) 輸入曲線

圖3 y (n) 輸出曲線

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)， 本設(shè)計(jì)用DSP設(shè)計(jì)的FIR數(shù)字濾波器的輸出曲線對(duì)應(yīng)值與計(jì)算所得值完全相符， 由此證明， 本設(shè)計(jì)的程序是正確的。