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基于DSP的自适应滤波器的设计方案

作者: 时间:2013-11-16 来源:网络 收藏
0px; FONT: 14px/25px 宋体, 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相比较,IIR 存在突出的缺点,主要的缺点包括:自适应IIR滤波器存在不稳定的可能性倾向;而且收敛速度慢等。因此,一般采用FIR滤波器作为自适应滤波器的结构。自适应滤波器最直接的实现就是直接形式的FIR结构,但在本论文中采用FIR横向结构设计自适应滤波器。这种结构仅包含有由延迟级数所决定的有限个存储单元,可归结为有限冲激响应(FIR)或横向滤波器(Kallman)。输入信号被若干延迟单元延时,其延迟时间可以是连续的。这些延迟单元的输出与存储的一组权系数依次相乘,将其乘积相加得到输出信号。这意味着输出是输入信号与所存储的权系数或冲激响应的卷积。这种滤波结构仅包含有零点(因为没有递归反馈单元),因此,若要获得截止的频率特性,则需要有大量的延迟单元。但是,这种滤波器始终是稳定的,并能提供线性相位特性。图3所示为FIR横向滤波器结构。

  FIR横向滤波器结构

  1.3 的最小硬件系统设计

  的硬件最小系统设计包括芯片、电源转换电路、时钟电路、复位电路、JTAG 仿真接口等,如图4所示。

  DSP硬件最小系统设计

  2 基于DSP 的自适应滤波器的软件设计

  采用TMS320F28234实现自适应滤波器,自适应算法采用基本的LMS算法,滤波器的结构采用横向FIR结构。

  自适应滤波器的TMS320F28234的设计中,程序设计语言运用汇编语言,自适应滤波器程序设计流程如图5所示。

  自适应滤波器的软件实现框图

  3 仿真验证

  为了说明自适应滤波器的优越性,这里通过仿真结果来表明。通过引入一个已有的数据文件方式得到一个受到噪声干扰的正弦波信号,该波形作为自适应滤波的输入信号。自适应滤波程序在CCS 环境下编译、链接、修改语法错误,编译链接通过后,加载并连接程序,连接生成公共目标代码文件,在线下载到DSP中运行。将编译产生的可执行文件下载到 DSP芯片中后,经过运行得到时域图,输入信号的时域图如图6所示。

  输入信号的时域图

  输出信号的时域图

  由图6可以看到,低频信号中叠加了有噪声信号,导致低频信号出现了较大的畸变。低频的信号中叠加了比较多的高频噪声,只有进行高频滤波才能够得到比较好的原始低频信号。在观察输出波形时,能够看到输出波形中仅剩余了低频信号,滤除了高频成分。通过图6 和图7的对比,输入信号的高频噪声基本上得到了滤除。但是由于参数设置不够精确等原因造成的高频噪声没有得到完全消除,但是也很明显的显现了低通滤波的目的。

  4 结语



关键词: DSP 自适应 滤波器

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