基于dsp的iir數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)開題報(bào)告,文獻(xiàn)綜述

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1、.開題報(bào)告表課題名稱基于DSP的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)課題來源課題類型CY指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)電子信息工程設(shè)計(jì)目的：隨著信息時(shí)代和數(shù)字世界的到來，數(shù)字信號處理己成為一門極其重要的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，數(shù)字濾波在通信、語音、圖像、自動控制、雷達(dá)、軍事、航空航天、醫(yī)療和家用電器等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，數(shù)字濾波作為數(shù)字信號處理的重要組成部分有著十分廣泛的應(yīng)用前景。用DSP芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波除了具有穩(wěn)定性好、精確度高、不受外界影響等優(yōu)點(diǎn)外，還具有靈活性好的特點(diǎn)，可對芯片編程來實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波的參數(shù)修改，進(jìn)而十分方便地修改濾波器的特性。因此基

2、于DSP的數(shù)字濾波被廣泛應(yīng)用于語音、圖像、軟件無線電等領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展空間。通過本設(shè)計(jì)可以使學(xué)生系統(tǒng)的掌握所學(xué)過的數(shù)字信號處理的知識，熟練的應(yīng)用DSP器件。內(nèi)容及要求：1.熟悉MATLAB的編程語言和數(shù)字信號處理的相關(guān)知識。2.研究在MATLAB環(huán)境下IIR數(shù)字濾波器的模型。3.設(shè)計(jì)一個(gè)價(jià)格低、功耗小、精度高的IIR數(shù)字濾波器系統(tǒng)。4．研究IIR濾波器在DSP中的具體實(shí)現(xiàn)方法。編寫一套可行高效的數(shù)字濾波器程序。思路與預(yù)期成果：1、數(shù)字濾波器的基本理論：數(shù)字濾波的發(fā)展前景、結(jié)構(gòu)、表達(dá)方式及實(shí)現(xiàn)方法；2、濾波器技術(shù)指標(biāo)的確定；

3、3、數(shù)字濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn)：MATLAB程序設(shè)計(jì)與仿真；4、數(shù)字濾波器在DSP上的實(shí)現(xiàn)：MATLAB與DSP的連接、DSP周邊電路的連接、DSP程序設(shè)計(jì)及仿真。任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排：第1周～第2周：圖書館查找資料，消化資料第3周～第4周：翻譯英文材料第5周～第8周：熟悉MATALB語音和DSP芯片及編程語言第9周～第12周：硬件及程序設(shè)計(jì)第13周～第15周：完成論文指導(dǎo)教師簽名：日期：...文獻(xiàn)綜述1引言數(shù)字濾波器精確度高、使用靈活、可靠性高，具有模擬設(shè)備所沒有的許多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛地應(yīng)用于各個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,例如數(shù)字

4、電視、語音、通信、雷達(dá)、聲納、遙感、圖像、生物醫(yī)學(xué)以及許多工程應(yīng)用領(lǐng)域。數(shù)字濾波器按實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者從單位脈沖響應(yīng)，分為IIR（無限脈沖響應(yīng)）和FIR（有限脈沖響應(yīng)）濾波器。如果IIR濾波器和FIR濾波器具有相同的性能，那么通常IIR濾波器可以用較低的階數(shù)獲得高的選擇性，執(zhí)行速度更快，所有的儲存單元更少，所有既經(jīng)濟(jì)又高效。本課題主要應(yīng)用MATLAB軟件設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器，并對所設(shè)計(jì)的濾波器進(jìn)行仿真；應(yīng)用DSP集成開發(fā)環(huán)境——CCS調(diào)試匯編程序，文章介紹IIR數(shù)字濾波器在DSP中的實(shí)現(xiàn)方法。DSP芯片是一種特別適合數(shù)字信號處

5、理運(yùn)算的微處理器，主要用來實(shí)時(shí)、快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。用DSP芯片實(shí)現(xiàn)IIR數(shù)字濾波器，不僅具有精確度高、不受環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)，而且因DSP芯片的可編程性，可方便地修改濾波器參數(shù)，從而改變?yōu)V波器的特性，設(shè)計(jì)十分靈活。2主要內(nèi)容2.1數(shù)字IIR濾波器的理論設(shè)計(jì)分析　　數(shù)字濾波器實(shí)際上是一個(gè)采用有限精度算法實(shí)現(xiàn)的線性非時(shí)變離散系統(tǒng)，濾波器的功能實(shí)現(xiàn)實(shí)際上是通過大量的加法運(yùn)算和乘法運(yùn)算完成的。IIR數(shù)字濾波器差分方程的一般形式為：（1）從IIR數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)來看，有直接型、級聯(lián)型、并聯(lián)型和格型等基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。不同的結(jié)構(gòu)形式

6、會有不同的運(yùn)算誤差，其穩(wěn)定性、運(yùn)算速度、所占用的存儲空間等也有所不同[3]。其中直接Ⅱ型僅需要N級延遲單元，且可作為級聯(lián)型和并聯(lián)型結(jié)構(gòu)中的基本單元，是最常用的IIR數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)之一。　　IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法有兩類[4]...，一類是借助于模擬濾波器的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出模擬濾波器，利用沖激響應(yīng)不變法或雙線性變換法轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器，然后用硬件或軟件實(shí)現(xiàn)；另一類是直接在頻域或時(shí)域中進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)需要計(jì)算機(jī)作輔助工具。對系統(tǒng)傳遞函數(shù)為　　（2）的IIR數(shù)字波濾器來說，設(shè)計(jì)的任務(wù)就是尋求一種因果關(guān)系和物理上可實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)傳遞函數(shù)H(

7、z)，使其頻率響應(yīng)H(ejω)能夠滿足所希望得到的頻域指標(biāo)。2.2IIR數(shù)字濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn)根據(jù)以上IIR數(shù)字濾波器理論分析，下面運(yùn)用雙線性變換法基于MATLAB設(shè)計(jì)一個(gè)IIR帶通濾波器，其中帶通的中心頻率為ωp0=0.5π，;通帶截止頻率ωp1=0.4π,ωp2=0.6π;通帶最大衰減αp=3dB;阻帶最小衰減αs=15dB;阻帶截止頻率ωs2=0.7π(1)根據(jù)任務(wù),確定性能指標(biāo):在設(shè)計(jì)帶通濾波器之前,首先根據(jù)工程實(shí)際的需要確定濾波器的技術(shù)指標(biāo):帶通濾波器的阻帶邊界頻率關(guān)于中心頻率ωp0幾何對稱，因此ws1=wp0

8、-(ws2-wp0)=0.3π通帶截止頻率wc1=0.4π,wc2=0.6π;阻帶截止頻率wr1=0.3π，wr2=0.7π；阻帶最小衰減αs=3dB和通帶最大衰減αp=15dB;(2)用Ω=2/T*tan(w/2)對帶通數(shù)字濾波器H(z)的數(shù)字邊界頻率預(yù)畸變，得到帶通模擬濾