基于DSP C54x的數(shù)字濾波器設計(05-100)

　　Simulator仿真結果分析與硬件調試

　　仿真在系統(tǒng)調試中起著重要作用，TI公司也提供了軟件仿真器(Simulator)來調試程序。其中提供的探測點(ProbePoint)功能非常強大，它是一個開發(fā)算法的工具，將計算機文件數(shù)據傳送到目標板的buffer提供DSP軟件應用，同時可以將計算結果輸出到計算機文件中供分析，也可以通過CCS提供的圖形窗口觀察輸入輸出數(shù)據情況。

　　在本次設計中利用CCS提供的斷點和探測點，指定FTSK數(shù)據文件的輸入點，進行相關設定，同時利用CCS提供的圖形窗口觀察輸入和輸出的波形與頻譜。運行程序，分別得到輸入波形和頻譜圖(圖二)，輸出波形和頻譜圖(圖三)下面分別對這兩個圖形進行分析。

　　輸入波形和頻譜圖

 

　　圖二　　輸入信號的波形和頻譜圖

　　由圖二輸入信號的波形圖可以看出，輸入是有四個不同頻率調制的波形。左邊第一種圖形在一個周期內占大約1格，而一格所占的時間為0.00605/10=0.605ms，所以周期大約為T1=0.605*1=0.605ms，頻率為1652Hz。最右邊的圖形一個周期內約占0.8格，T2=0.605*0.8=0.484ms，頻率約為2066Hz。中間的兩個圖形在一個周期內分別約占2格和1.3格，周期分別約為T3=0.605*2=1.21ms，頻率約為826Hz，T4=0.605*1.3=0.7865ms，頻率約為1271Hz。這四個頻率與輸入的800Hz，1200Hz，1600Hz，2021Hz基本相同。由圖中的輸入頻譜同樣可以看出有四個頻率的輸入波形，其頻率分別約為2756*3/10=826.8Hz，2756*4.5/10=1240Hz，2756*6/10=1653Hz，2756*7.5/10=2067Hz，與輸入的800Hz，1200Hz，1600Hz，2021Hz基本接近。

　　輸出波形和頻譜圖

 

　　圖三　　輸出信號的波形和頻譜圖

　　由圖三中的輸出信號波形圖可以看出濾出的波形在一個周期中約占1格，而一格所占的時間0.00605/10=0.605ms。頻率約為1652Hz，與要求濾出1600Hz的要求接近。由圖三中的的頻譜圖可以看出濾出的頻譜圖的頻率約在第6格，則濾出的頻率約為2756*6/10=1659Hz，與所要求濾出1600Hz的要求接近。

　　根據以上Simulator仿真和結果分析，所設計的濾波器能夠很好的滿足濾波的要求。Simulator仿真是在進行系統(tǒng)設計中的一個重要環(huán)節(jié)，有利于提高我們進行硬件調試的成功率。

　　基于上面的結果，利用TMS320C5402DSK系統(tǒng)板進行實驗，在一個AD/DA轉換的主循環(huán)中加入所設計的濾波器，調節(jié)信號發(fā)生器，對示波器進行觀察，可以發(fā)現(xiàn)所用的濾波器能很好的滿足設計要求。但程序的輸入與輸出數(shù)據讀寫語句要作相應的修改。

　　結束語

　　在進行數(shù)字濾波器設計時，還需要以下幾點：

　　(1)在用Matlab設計濾波器時采樣頻率一定要滿足奈奎斯特準則。當采用帶通濾波器時，通帶寬度一般在200~300Hz，衰減一般為1db，過渡帶一般在100~250Hz，阻帶衰減一般在30db。

　　(2)使用探針方法輸入數(shù)據時，一般要求輸入數(shù)據是16進制的小數(shù)表示，但如果輸入10進制的也可以，但需在兩次確認之后才可以輸入。

　　(3)在圖形窗口觀察結果時，如果所觀察的圖形不明顯，可以通過設置幅度值來改善效果。

　　總之，濾波器設計是我們實際系統(tǒng)應用中重要的一方面，相比傳統(tǒng)的R，L，C元件和運算放大器組成的塊濾波器，更有發(fā)展的潛力。