1.帮忙找下关于滤波器的论文
摘 要 FIR数字滤波器是数字信号处理的经典方法,其设计方法有多种,用DSP芯片对FIR滤波器进行设计时可以先在MATLAB上对FIR数字滤波器进行仿真,所产生的滤波器系数可以直接倒入到DSP中进行编程,在编程时可以采用DSP独特的循环缓冲算法对FIR数字滤波器进行设计,这样可以大大减少设计的复杂度,使滤波器的设计快捷、简单。
关键词 FIR;DSP;循环缓冲算法1 引言在信号处理中,滤波占有十分重要的地位。数字滤波是数字信号处理的基本方法。
数字滤波与模拟滤波相比有很多优点,它除了可避免模拟滤波器固有的电压漂移、温度漂移和噪声等问题外,还能满足滤波器对幅度和相位的严格要求。低通有限冲激响应滤波器(低通FIR滤波器)有其独特的优点,因为FIR系统只有零点,因此,系统总是稳定的,而且容易实现线性相位和允许实现多通道滤波器。
2 FIR滤波器的基本结构及设计方法2.1 FIR滤波器的基本结构设a i(i=0,1,2,…,N一1)为滤波器的冲激响应,输入信号为 x(n),则FIR滤波器的输入输出关系为: FIR滤波器的结构如图1所示: 图12.2 FIR滤波器的设计方法 (1) 窗函数设计法 从时域出发,把理想的无限长的hd(n)用一定形状的窗函数截取成有限长的h(n),以此h(n)来逼近hd(n),从而使所得到的频率响应H(ejω)与所要求的理想频率响应Hd(ejω) 相接近。优点是简单、实用,缺点是截止频率不易控制。
(2) 频率抽样设计法从频域出发, 把给定的理想频率响应Hd(ejω)以等间隔抽样,所得到的H(k)作逆离散傅氏变换,从而求得h(k),并用与之相对应的频率响应H(ejω)去逼近理想频率响应Hd(ejω)。优点是直接在频域进行设计,便于优化,缺点是截止频率不能自由取值。
(3) 等波纹逼近计算机辅助设计法前面两种方法虽然在频率取样点上的误差非常小,但在非取样点处的误差沿频率轴不是均匀分布的,而且截止频率的选择还受到了不必要的限制。因此又由切比雪夫理论提出了等波纹逼近计算机辅助设计法。
它不但能准确地指定通带和阻带的边缘,而且还在一定意义上实现对所期望的频率响应实行最佳逼近。3 循环缓冲算法对于N级的FIR滤波器,在数据存储器中开辟一个称之为滑窗的N个单元的缓冲区,滑窗中存放最新的N个输入样本。
每次输入新的样本时,一新样本改写滑窗中的最老的数据,而滑窗中的其他数据不需要移动。利用片内BK(循环缓冲区长度)寄存器对滑窗进行间接寻址,环缓冲区地址首位相邻。
下面,以N=5的FIR滤波器循环缓冲区为例,说明循环缓冲区中数据是如何寻址的。5级循环缓冲区的结构如图所示,顶部为低地址。
……由上可见,虽然循环缓冲区中新老数据不很直接明了,但是利用循环缓冲区实现Z-1的优点还是很明显的:它不需要数据移动,不存在一个极其周期中要求能进行一次读和一次写的数据存储器,因而可以将循环缓冲区定位在数据存储器的任何位置(线性缓冲区要求定位在DARAM中)。实现循环缓冲区间接寻址的关键问题是:如何使N个循环缓冲区单元首位相邻?要做到这一点,必须利用BK(循环缓冲器长度)器存器实现按模间接寻址。
可用的指令有:… *ARx+% ;增量、按模修正ARx:addr=ARx,ARx=circ(ARx+1)… *ARx-% ;减量、按模修正ARx:addr=ARx,ARx=circ(ARx-1)… *ARx+0% ;增AR0、按模修正ARx:addr=ARx,ARx=circ(ARx+AR0)… *ARx-0% ;减AR0、按模修正ARx:addr=ARx,ARx=circ(ARx-AR0)… *+ARx(lk)% ;加(lk)、按模修正ARx:addr=circ(ARx+lk),ARx=circ(ARx+AR0)其中符号“circ”就是按照BK(循环缓冲器长度)器存器中的值(如FIR滤波其中的N值),对(ARx+1)、(ARx-1)、(ARx+AR0)、(ARx-AR0)或(ARx+lk)值取模。这样就能保证循环缓冲区的指针ARx始终指向循环缓冲区,实现循环缓冲区顶部和底部单元相邻。
循环寻址的算法可归纳为:if 0 index + step < BK: index = index + stepelse if index + step BK: index = index + step – BKelse if index + step < BK: index = index + step + BK上述算法中,index是存放在辅助寄存器中的地址指针,step为步长(亦即变址值。步长可正可负,其绝对值晓予或等于循环缓冲区长度BK)。
依据以上循环寻址算法,就可以实现循环缓冲区首位单元相邻了。 为了使循环缓冲区正常进行,除了用循环缓冲区长度寄存器(BK)来规定循环缓冲区的大小外,循环缓冲区的起始地址的k个最低有效位必须为0。
K值满足2k>N,N微循环缓冲区的长度。4 FIR滤波器在DSP上的实现对于系数对称的FIR滤波器,由于其具有线性相位特征,因此应用很广,特别实在对相位失真要求很高的场合,如调制解调器(MODEM)。
例如:一个N=8的FIR滤波器,若a(n)=a(N-1-n),就是对称FIR滤波器,其输出方程为:y(n)= a0x(n)+ a1x(n-1)+ a 2x(n-2)+ a 3x(n-3)+ a 3x(n-4)+ a 2x(n-5)+ a1x(n-6)+ a0x(n-7)总共有8次乘法和7次加法,如果改写成: y(n)= a0 [x(n)+ x(n-7)]+ a1 [ x(n-1)+ x(n-6)]+ a 2 [ x(n-2)+ x(n-5)]+ a 3 [ x(n-3)+ x(n-4)]则变成4次乘法和7次加法。可见,乘法运算的次数减少了一半。
这是对称FIR的又一个优点。对称FIR滤波器C54X实现的要点如下:(1)数据存储器中开辟两个循环缓冲。
2.论文题目:低通滤波器的FPGA设计及仿真 哪位大虾了解这个啊 帮忙
先用MATLAB建模,求出满足要求的滤波器器系数,再用FPGA实现,要简单的话用MATLAB里的FDATool和ISE/Quartus 里的滤波器IP。
至于书1无线通信的MATLAB和FPGA实现~ 西瑞克斯(北京)通信设备有限公司 (作者) 2 数字信号处理的FPGA实现(第3版)(附CD-ROM光盘1张) 贝耶尔(U.Meyer-Baese)、刘凌 清华大学出版社 (2011-03出版)3Xilinx大学计划指定教材•高等院校信息技术规划教材•FPGA数字信号处理实现原理及方法(附CD-ROM光盘1张) 何宾 清华大学出版社 (2010-03出版)4基于FPGA的数字信号处理(设计者的思想) 高亚军 电子工业出版社 (2012-02出版) 这些书足矣 ,如果舍不得买 去图书馆都能借到 实现不行网上下电子书,最后实现不行你再找我 邮件发给你。
3.有源滤波器的设计论文要做的论文,希望高手指点一下,谢谢,本人将
摘 要 交流异步电动机在从变频拖动切换到工频拖动的时候,必须满足两个电源之间保持频率、相位、电压基本一致。
本文讲述了一种实现比较两者频率、相位的实用方法,并探讨如何通过锁相技术使得变频电源能与工频电源保持频率与相位的一致。 变频器的输出电压经分压、隔离、放大、带通滤波后恢复出正弦波信号,再经过过零比较器得到方波信号 ,方波信号 的频率和相位与正弦波保持一致;工频电压通过和上面电路参数完全相同的电路,经分压、隔离放大、滤波、过零比较后得到另外一路方波信号 。
两路方波信号 、通过鉴相-鉴频电路后,经低通滤波器滤波反馈到变频器的模拟量输入端,控制变频器的输出频率和相位,使得它能与工频电源达到同步,能在一定的范围内跟随工频电源的变化而变化,从而为同步切换创造条件。
4.交通灯控制系统设计
1.基于labVIEW虚拟滤波器的设计与实现 2.双闭环直流调速系统设计 3.单片机脉搏测量仪 4.单片机控制的全自动洗衣机毕业设计论文 5.FPGA电梯控制的设计与实现 6.恒温箱单片机控制 7.基于单片机的数字电压表 8.单片机控制步进电机毕业设计论文 9.函数信号发生器设计论文 10.110KV变电所一次系统设计 11.报警门铃设计论文 12.51单片机交通灯控制 13.单片机温度控制系统 14.CDMA通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析 15.仓库温湿度的监测系统 16.基于单片机的电子密码锁 17.单片机控制交通灯系统设计 18.基于DSP的IIR数字低通滤波器的设计与实现 19.智能抢答器设计 20.基于LabVIEW的PC机与单片机串口通信 21.DSP设计的IIR数字高通滤波器 22.单片机数字钟设计 23.自动起闭光控窗帘毕业设计论文 24.三容液位远程测控系统毕业论文 25.基于Matlab的PWM波形仿真与分析 26.集成功率放大电路的设计 27.波形发生器、频率计和数字电压表设计 28.水位遥测自控系统 毕业论文 29.宽带视频放大电路的设计 毕业设计 30.简易数字存储示波器设计毕业论文 31.球赛计时计分器 毕业设计论文 32.IIR数字滤波器的设计毕业论文 33.PC机与单片机串行通信毕业论文 34.基于CPLD的低频信号发生器设计毕业论文 35.110kV变电站电气主接线设计 36.m序列在扩频通信中的应用。
5.紧急求助:巴特沃斯滤波器的原理与应用 的毕业设计要写哪些内容呢
滤波器是一种选频装置,可以使信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减其它频率成分。
在测试装置中,利用滤波器的这种选频作用,可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。 广义地讲,任何一种信息传输的通道(媒质)都可视为是一种滤波器。
因为,任何装置的响应特性都是激励频率的函数,都可用频域函数描述其传输特性。因此,构成测试系统的任何一个环节,诸如机械系统、电气网络、仪器仪表甚至连接导线等等,都将在一定频率范围内,按其频域特性,对所通过的信号进行变换与处理。
本节所述内容属于模拟滤波范围。主要介绍模拟滤波器原理、种类、数学模型、主要参数、RC滤波器设计。
尽管数字滤波技术已得到广泛应用,但模拟滤波在自动检测、自动控制以及电子测量仪器中仍被广泛应用。 带通滤波器 二、滤波器分类 ⒈根据滤波器的选频作用分类 ⑴ 低通滤波器 从0~f2频率之间,幅频特性平直,它可以使信号中低于f2的频率成分几乎不受衰减地通过,而高于f2的频率成分受到极大地衰减。
⑵ 高通滤波器 与低通滤波相反,从频率f1~∞,其幅频特性平直。它使信号中高于f1的频率成分几乎不受衰减地通过,而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。
⑶ 带通滤波器 它的通频带在f1~f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地通过,而其它成分受到衰减。
⑷ 带阻滤波器 与带通滤波相反,阻带在频率f1~f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减,其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过. 低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式,其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器,例如:低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器,低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。
低通滤波器与高通滤波器的串联 低通滤波器与高通滤波器的并联 ⒉ 根据“最佳逼近特性”标准分类 ⑴ 巴特沃斯滤波器 从幅频特性提出要求,而不考虑相频特性。巴特沃斯滤波器具有最大平坦幅度特性,其幅频响应表达式为: ⑵ 切比雪夫滤波器 切贝雪夫滤波器也是从幅频特性方面提出逼近要求的,其幅频响应表达式为: ε是决定通带波纹大小的系数,波纹的产生是由于实际滤波网络中含有电抗元件;Tn是第一类切贝雪夫多项式。
与巴特沃斯逼近特性相比较,这种特性虽然在通带内有起伏,但对同样的n值在进入阻带以后衰减更陡峭,更接近理想情况。ε值越小,通带起伏越小,截止频率点衰减的分贝值也越小,但进入阻带后衰减特性变化缓慢。
切贝雪夫滤波器与巴特沃斯滤波器进行比较,切贝雪夫滤波器的通带有波纹,过渡带轻陡直,因此,在不允许通带内有纹波的情况下,巴特沃斯型更可取;从相频响应来看,巴特沃斯型要优于切贝雪夫型,通过上面二图比较可以看出,前者的相频响应更接近于直线。 ⑶ 贝塞尔滤波器 只满足相频特性而不关心幅频特性。
贝塞尔滤波器又称最平时延或恒时延滤波器。其相移和频率成正比,即为一线性关系。
但是由于它的幅频特性欠佳,而往往限制了它的应用。 二、理想滤波器 理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真,阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器,其通带和阻带之间有明显的分界线。
也就是说,理想滤波器在通带内的幅频特性应为常数,相频特性的斜率为常值;在通带外的幅频特性应为零。 理想低通滤波器的频率响应函数为: 其幅频及相频特性曲线为: 分析上式所表示的频率特性可知,该滤波器在时域内的脉冲响应函数 h(t)为 sinc函数,图形如下图所示。
脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸,从图中可以看出,在t=0时刻单位脉冲输入滤波器之前,即在t0时,滤波器就已经有响应了。显然,这是一种非因果关系,在物理上是不能实现的。
这说明在截止频率处呈现直角锐变的幅频特性,或者说在频域内用矩形窗函数描述的理想滤波器是不可能存在的。实际滤波器的频域图形不会在某个频率上完全截止,而会逐渐衰减并延伸到∞。
三、实际滤波器 ⒈ 实际滤波器的基本参数 理想滤波器是不存在的,在实际滤波器的幅频特性图中,通带和阻带之间应没有严格的界限。在通带和阻带之间存在一个过渡带。
在过渡带内的频率成分不会被完全抑制,只会受到不同程度的衰减。当然,希望过渡带越窄越好,也就是希望对通带外的频率成分衰减得越快、越多越好。
因此,在设计实际滤波器时,总是通过各种方法使其尽量逼近理想滤波器。 如图所示为理想带通(虚线)和实际带通(实线)滤波器的幅频特性。
由图中可见,理想滤波器的特性只需用截止频率描述,而实际滤波器的特性曲线无明显的转折点,两截止频率之间的幅频特性也非常数,故需用更多参数来描述。 ⑴ 纹波幅度d 在一定频率范围内,实际滤波器的幅频特性可能呈波纹变化,其波动幅度d与幅频特性的平均值A0相比,越小越好,一般应远小于-3dB。
⑵ 截止频率fc 幅频特性值等于0.707A0所对应的频率称为滤波器的截止频率。以A0为参考值,0.707A0对应于-3dB点,即相对于A0衰减3dB。
若以信号的幅值平方表示信号功率,则所对应的点正好是半功率点。 ⑶ 带宽B和品质因数Q值 上下两截止频率之间的频率范围称为滤。
6.低通滤波器设计使用MATLAB或CCS设计三个低通滤波
%低通滤波器y = wavread('F:music。
wav');[z,p,k]=butter(10,3000/22000);%Butterworth滤波器,10是频率采点数,3000/22000是归一化截止频率,3000是截止频率,22000是音频的采样频率。 [sos,g] = zp2sos(z,p,k);% Convert to SOS formHd = dfilt。
df2tsos(sos,g);% Create a dfilt objecty1 = filter(Hd,y);%滤波wavwrite(y1,22000,'F:Music_3000。 wav');%输出结果y1你可以用windows自带的录音机制作wav文件。
截止频率越低,滤出的声音中低音的成分就越多,声音听起来越低沉。