基于DSP的自適應FIR濾波器設計與實現-論文.pdf

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1、Ｎｏ．５微處理機第５期Ｏｃｔ．，２０１４ＭＩＣＲＯＰＲＯＣＥＳＳＯＲＳ２０１４年１０月基于ＤＳＰ的自適應ＦＩＲ濾波器設計與實現王曉娟（內蒙古電子信息職業(yè)技術學院，呼和浩特０１００７０）摘要：介紹了基于ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ＤＳＰ的自適應ＦＩＲ濾波器的設計與實現。采用ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ＤＳＰ芯片作為處理單元，設計并實現了自適應ＦＩＲ濾波器，給出了硬件系統設計模塊，軟件系統設計流程圖及相應的匯編代碼。仿真結果和實現結果表明所設計的自適應ＦＩＲ濾波器能很好的消除疊加在信號上的噪聲。關鍵詞：自適應ＦＩＲ濾波器；ＬＭＳ算法；數字信號處理芯片－ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ＤＯＩ編碼：１０．３９６９

2、／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－２２７９．２０１４．０５．０２３中圖分類號：ＴＮ７１３文獻標識碼：Ａ文章編號：１００２－２２７９（２０１４）０５－００８０－０４ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＡｄａｐｔｉｖｅＦＩＲＦｉｌｔｅｒＢａｓｅｄｏｎＤＳＰＷＡＮＧＸｉａｏ－ｊｕａｎ（ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｄａｐｔｉｖｅＦＩＲｆｉｌｔ

3、ｅｒｂａｓｅｄｏｎＤＳＰ．ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ＤＳＰｃｈｉｐｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｃｅｎｔｅｒｐｒｏｃｅｓｓｏｒｔｏｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅａｄａｐｔｉｖｅＦＩＲｆｉｌｔｅｒ．Ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｍｏｄｕｌｅ，ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｆｌｏｗｃｈａｒｔａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｅｄａｓｓｅｍｂｌｙｃｏｄｅａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｆｉｌｔｅｒｃａｎｐｅｒｆｅｃｔｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｎｏｉｓｅｗｈｉｃｈｄｉｓｔｕｒｂｓ

4、ｔｈｅｉｎｐｕｔｓｉｇｎａｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡｄａｐｔｉｖｅＦＩＲｆｉｌｔｅｒ；ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２；ＬＭＳａｌｇｏｒｉｔｈｍ１引言調整參數的數字濾波器，另一部分為調整濾波器系［１］數的自適應算法。在濾波過程中，自適應濾波器隨著人們對信號處理要求的不斷提高，越來越能夠自動適應隨時間緩慢變化的噪聲和信號之間的多的工程技術人員開始采用ＤＳＰ進行系統設計，自相關函數，并且自動調節(jié)誤差函數，直到滿足均方ＤＳＰ技術發(fā)展日新月異，而在數字信號處理過程中，誤差最小的要求。因此，自適應濾波器設計時，信號自適應濾波器又占有重要的地位，在無法得到信號與噪聲的自相關函數可以是未知的。和噪聲統計特性的相關

5、知識的情況下，自適應濾波器能夠獲得極佳的濾波性能，從而具有很好的應用價值。通信領域的自動均衡、回波消除、自適應天線陣列、線性預測及其他有關領域信號處理的系統模擬、自適應譜線增強、自動頻率跟蹤等領域都有著廣泛應用。用可編程的ＤＳＰ芯片實現自適應濾波器，可以十分方便的修改自適應濾波器的特性，同時還具有穩(wěn)定性好，精確度高，不受環(huán)境影響，靈活性好圖１自適應濾波器的一般結構等優(yōu)點。文中采用ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ＤＳＰ芯片處理圖１中ｄ（ｎ）為參考信號，ｘ（ｎ）為輸入信號，器，作為硬件系統來實現自適應ＦＩＲ濾波器。ｙ（ｎ）為實際輸出信號，ｅ（ｎ）為實際輸出與期望信號的誤差信號，ｅ（ｎ）＝ｄ（ｎ）－ｙ（

6、ｎ）。自適應濾波器２自適應濾波器的設計原理的系數在工作過程中根據ｅ（ｎ）的值和自適應算法自適應濾波器一般結構如圖１所示，一部分為自動調整，使得系統滿足輸出誤差要求。作者簡介：王曉娟（１９８２－），女（蒙古族），內蒙古赤峰人，講師，碩士研究生，主研方向；數字信號處理。收稿日期：２０１４－０７－０７５期王曉娟：基于ＤＳＰ的自適應ＦＩＲ濾波器設計與實現·８１·價比的１６位定點ＤＳＰ芯片的代表，與其他５４系列２自適應ＦＩＲ濾波器的結構及算法芯片相同，ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２具有高速數據處理性能２．１自適應ＦＩＲ濾波器的結構以及高度靈活的可操作性能，同時兼?zhèn)涞凸募皟r自適應濾波器有ＦＩＲ和ＩＩＲ兩種

7、基本結構。格低等優(yōu)點。ＶＣ５４０２具有６級工作流水線，并且當ＦＩＲ數字濾波器具有易實現嚴格的線性相位，穩(wěn)定系統執(zhí)行重復指令ＲＰＴ時，使得一部分多周期指令性和任意的幅頻特性的優(yōu)點。所以本設計采用ＦＩＲ轉變?yōu)閱沃芷谥噶睿ㄟ^ＰＭＳＴ寄存器的ＯＶＬＹ和濾波器橫向結構作為自適應濾波器結構。其結構如ＤＲＯＭ位可以靈活設置芯片內部的ＲＡＭ和ＲＯＭ圖２所示。存儲器。這些都為算法的優(yōu)化提供了有利條件。此系統利用ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２及