本发明专利技术公开了一种FIR数字滤波器，采用DSP芯片TMS320LF2407A提高本发明专利技术的抗干扰能力，用Matlab快速建立模型TI DSP模型及直接生成C语言程序的方法，简化了DSP软件的开发，能够完成复杂功能DSP程序设计能实现严格的线性，不存在延迟失真，只有固定的时间延迟，通过编程进行滤波处理，使处理速度更快，效率更高；还具有低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号处理领域，具体涉及一种FIR数字滤波器。
技术介绍
在数字信号处理中，数字滤波占有极其重要的地位。数字滤波器容易实现不同的幅度和相位频率特性指标，克服与模拟滤波器器件性能相关的电压漂移、温度漂移和噪声问题。用DSP芯片实现数字滤波除了具有稳定性好、精确度高、不受环境影响外，还具有灵活性好的特点。由于DSP控制器具有许多独特的结构，例如采用多组总线结构实现并行处理，独立的累加器和乘法器以及丰富的寻址方式，采用DSP控制器就可以提高数字信号处理运算的能力，可以对数字信号做到实时处理。数字信号处理是利用专用处理器或计算机，以数字的形式对信号进行采样、变换、滤波、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们要求的信号形式。数字信号处理器是一种处理数字信号的专用微处理器，主要应用于实时快速地实现各种信号的数字处理算法。它在结构上针对数字信号处理的特点进行了改进和优化，并且增加了特殊的指令专门用于数字处理，因而处理速度更快，效率更高。有限冲激响应滤波器，即FIR滤波器，是数字滤波器的一种，现有的FIR数字滤波器的缺点在于相位响应的线性不严格以及精度低。
技术实现思路
本专利技术提供一种FIR数字滤波器，解决现有FIR数字滤波器相位响应的线性不严格以及精度低的问题。本专利技术通过以下技术方案解决上述问题:一种FIR数字滤波器，由DSP芯片、A/D转换器、D/A转换器和电源电路组成；所述DSP芯片用于处理A/D转换器和D/A转换器采集到的数据；所述A/D转换器用于将模拟信号换换为数字信号，输入至DSP芯片；所述D/A转换器用于将数字信号转换为模拟信号，输入至外部设备；所述电源电路为DSP芯片、A/D转换器、D/A转换器供电。上述方案中，所述A/D转换器为TVL2544。上述方案中，所述D/A转换器为TVL56381。进一步地，由以下步骤设计而成:I)对DSP进行初始化，定义所需的向量和工作模式，对用到的寄存器进行配置2)将预先设计好的有N个抽头的FRI滤波器的冲击响应序列hlnl中的N个数值放入存储单元3)开始进行抽样并读取抽样值，放入适当的存储单元；4)将抽样值进行运算处理；5)输出处理结果，重复3)、4)、5)。进一步地，所述步骤4)由以下步骤组成:a)将累加器清零，设置两个相乘的存储单元A，B的初始值为K，L ；b)将第K个抽样值AK与第L个冲激响应序列的值BL相乘，并将乘积送入累加器进行累加；c)将第K 一 I个抽样值AK — I放入AK，此时AK中的原数值被覆盖；d)重复b)和c)直到完成N次乘法操作。本专利技术的优点与效果是:1、通过软件验证、硬件仿真及环境实验说明电路工作稳定，验证了 FRI滤波器的相位响应可为严格的线性，它不存在延迟失真，只有固定的时间延迟，本专利技术在保证幅频特性满足技术要求的同时，更容易做到严格的线性相位；通过编程进行滤波处理，使处理速度更快，效率更高；2、低功耗、尚精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉，提尚了滤波器的集成度和可靠性，提高了对干扰信号的抑制能力。【具体实施方式】以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于这些实施例。本专利技术提供的FIR数字滤波器的通带为12HZ?14.4KHZ，阻带为9.6KHZ?12KHZ，采样频率为48KHZ，阻带衰减为60dB。综合考虑运算速度、价格、硬件资源、开发工具及其他因素，本专利技术的DSP芯片选用TI公司的TMS320LF2407A。该芯片为16位定点DSP芯片，有544 words*16bits DARAM和2K 16-bit words SARAM,并且具有16根数据线，可以扩展3个独立的存储空间。TI公司的专用电源芯片可提供双电源输出3.3V/2.5V，3.3V/1.8V，3.3V/1.5V，3.3V/1.2V,本专利技术选用3.3V/2.5V的稳定电压芯片并且上电复位延迟时间短。3.3V电压为DSP芯片供电。时钟信号由时钟芯片给出，可选用工作电压为3.3V的20MHZ有源晶振。在程序设计中配置寄存器SCSRI为2*外部时钟。在DSP芯片的外围电路中A/D转换器是一个非常重要的器件。综合考虑A/D转换器的精度、转换时间、价格，本专利技术选用TI公司专门为DSP配套制作的一种串行A/D转换器TVL2544。TVL2544是12位4通道低功耗串行数据A/D转换器，可以在2.7V?5.5V条件下工作转换时间3.6us,参考源具有内外部选择，且内部参考源可编程设定，SPI接口与TMS320系列DSP兼容。A/D转换器转换通道模拟量输入电压范围为OV?4V，外部微处理器通过SPI接口对模块进行初始化配置，即写入A/D转换控制寄存器和基准参考电源设定，然后输入指令0000H选中模拟量输入通道AO、输入指令Ζ000Η选中模拟量输入通道Al或输入指令4000H选中模拟量输入通道A2，输入指令6000H选中模拟量输入通道A3。则启动相应通道的A/D转换操作，在一定的SPI接口时序下输出转换数据。在转换结果中高12位为A/D转换结果数据位，低四位始终为O。根据控制寄存器的配置定义需要的工作方式，控制命令通过DSP的SPI接口发送到TU2544的控制命令寄存器完成初始化设置。D/A转换器与DSP芯片的连接:输入信号首先经过放大器和滤波器，然后进行A/D转换，将模拟信号转换为数字比特流。根据奈奎斯特抽样定理，为保证信息不丢失，抽样频率至少是输入信号最高频率的2倍。DSP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号，DSP芯片对输入的数字信号要进行某种形式的处理，如进行一系列的乘累加操作。数字处理是DSP的关键，这与其他系统如电话交换系统有很大的不同。在交换系统中，处理器的作用是进行路由选择，它并不对输入数据进行修改，而DSP处理器却要对数据进行相应的修改，经过处理后的数字量经D/A变换转换为模拟量，之后再进行内插和平滑滤波，得到连续的模拟波形，因此虽然两者都是实时系统，但两者的实时约束条件却有很大的不同。DSP外围设备配套的一种D/A当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种FIR数字滤波器，其特征在于：由DSP芯片、A/D转换器、D/A转换器和电源电路组成；所述DSP芯片用于处理A/D转换器和D/A转换器采集到的数据；所述A/D转换器用于将模拟信号换换为数字信号，输入至DSP芯片；所述D/A转换器用于将数字信号转换为模拟信号，输入至外部设备；所述电源电路为DSP芯片、A/D转换器、D/A转换器供电。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡国旺，
申请(专利权)人：胡国旺，
类型：发明
国别省市：广西;45
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