Проектирование цифрового КИХ-фильтра на сигнальном процессоре ADSP-2189M

Федеральное агентство связи

СибГУТИ

Кафедра САПР

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине “ ЦОС и сигнальные процессоры ”

на тему “Проектирование цифрового КИХ-фильтра”

                                                              Выполнил: студент III курса                          

Группы С-78

Проверил:

Новосибирск 2010

Задание на курсовую работу

Разработать  КИХ-фильтр на цифровом сигнальном процессоре ADSP-2189M по следующим техническим условиям:              

1.Тип АЧХ фильтра  –  ПФ

2.Метод конструирования: Equiripple

3. Оконная функция: 4. Частота дискретизации fs = 8000Гц

5. Частота пропускания Fpass =330-710Гц

6. Частота задержания Fstop = 300-780Гц

7. Неравномерность в полосе пропускания Apass =2дБ

8. Затухание в полосе задержания Astop = 40дБ

9. Исходные сведения, литература и программные средства:

ü Глинченко Учебные пособия ЦОС, DSP

ü Материалы ЦОС, главы (файлы .pdf) 5 и 6

ü Программа MATLAB

ü Программа VisualDSP++

ü Программа DFT

10.   Источник синхросигналов внутренний , fкв = 20МГц

11. Ввод через АЦП

12. Вывод через программу

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ. 4

Физическое содержание задания. 5

Обобщенный алгоритм решаемой задачи на языке высокого уровня. 14

Результаты проектирования цифрового фильтра в среде MATLAB. 15

АЧХ проектируемого фильтра. 16

Распечатка файла коэффициентов. 17

Подпрограмма fir.asm на языке ассемблера ЦСП с комментариями. 18

Испытание подпрограммы fir.asm в среде VisualDSP++. 19

Файл отсчетов. 20

АЧХ фильтра, полученная по импульсной характеристике средствами MathCAD.. 21

Программа на языке ассемблера с бесконечным циклом.. 24

Программа на языке ассемблера. 28

Обоснование схемы управления портами. 30

Оценка затрат времени на выполнение подпрограммы фильтра. 33

Список использованной  литературы.. 34

ВВЕДЕНИЕ

Фильтрация является важной и распространённой процедурой при обработке сигналов. В связи с тем, что в настоящее время практически все электронные устройства стремятся сделать цифровыми, особую роль в системах цифровой обработки сигналов играют цифровые фильтры.

Целью курсовой работы является освоение приёмов разработки фильтров на современных цифровых сигнальных процессорах (ЦСП). Алгоритм работы цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой (КИХ, то есть нерекурсивный, трансверсальный) весьма удачно сочетается со свойствами, которые присущи ЦСП. Структура современного ЦСП оптимизирована для выполнения алгоритма КИХ-фильтрации. Для реализации одного звена фильтра в программе выполняется один проход по циклу, который занимает всего один такт работы процессора. Все операции, необходимые для одного звена фильтра, выполняются за один такт процессора. Такое преимущество известно как реализация циклов без дополнительных операций.

Это позволяет допускать увеличение такого параметра, как число звеньев, и получать характеристики более высокого качества, чем у традиционных, рекурсивных фильтров. В связи с этим КИХ-фильтры оказываются более перспективными.

Физическое содержание задания

Цифровая фильтрация

Фильтрация сигналов является неотъемлемой процедурой при обработке как аналоговых, так и цифровых сигналов. Фильтрация позволяет ограничить спектр сигнала. В частности фильтры нижних частот отсеивают высокочастотные составляющие спектра, которые содержат ненужную или нежелательную при обработке информацию. В связи с тем, что в настоящее время практически все электронные устройства являются цифровыми, особую роль в системе цифровой обработки сигналов играют цифровые фильтры.

Рассмотрим, из каких элементов должна состоять система цифровой обработки сигналов и место, занимаемое в ней цифровыми фильтрами.

  Практически система цифровой обработки аналоговых сигналов осуществляется в соответствии со структурной схемой, изображенной на рис. 1.

x(t)               x(kT)                  x_ц(kT)             y(kT)                                           y(t)

Рис. 1.

Аналоговый сигнал x(t) поступает на вход дискретизатора (Д), на выходе которого появляются отсчеты x(kT). Реально, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) выдает отсчеты x_ц(kT) в цифровой форме, т.е. в виде комбинаций двоичного кода, так что каждая комбинация этого кода является представлением соответствующего отсчета в двоичной системе счисления. Точность такого описания дискретных отсчетов сигнала x(t) зависит от числа разрядов в кодовых комбинациях и в принципе может быть сделана сколь угодно высокой.

Последовательность отсчетов x_ц(kT) c выхода АЦП поступает на вход цифрового вычислительного устройства, которое по заданному алгоритму “пересчитывает” ее в последовательность выходных отсчетов y(kT). Алгоритмы обработки цифровых сигналов могут быть очень разнообразными как по характеру, так и по степени сложности. В частности в качестве цифрового вычислительного устройства может использоваться цифровой фильтр. Цифровые устройства, производящие линейную обработку сигналов, называют цифровыми фильтрами (ЦФ). Разумеется, выходная последовательность отсчетов ЦФ y(kT) также представляет собой последовательность кодовых комбинаций двоичного кода. Для преобразования цифрового сигнала в аналоговый используют восстанавливающее устройство (штриховая линия на рис. 1), состоящее из цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) и выходного сглаживающего фильтра (СФ). ЦАП преобразует цифровой сигнал в импульсы прямоугольной формы, чьи амплитуды в точности равны записанным в двоичной системе счисления значениям y(kT). Импульсы прямоугольной формы подаются на СФ, и на выходе этого