[發明專利]一種FIR數字濾波器

在審

• 申請號: 201510843124.0
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105306009A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 胡國旺
• 申請（專利權）人: 胡國旺
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 林培

技術領域

本發明涉及信號處理領域，具體涉及一種FIR數字濾波器。

背景技術

在數字信號處理中,數字濾波占有極其重要的地位。數字濾波器容易實現不同的幅度和相位頻率特性指標,克服與模擬濾波器器件性能相關的電壓漂移、溫度漂移和噪聲問題。用DSP芯片實現數字濾波除了具有穩定性好、精確度高、不受環境影響外,還具有靈活性好的特點。

由于DSP控制器具有許多獨特的結構,例如采用多組總線結構實現并行處理,獨立的累加器和乘法器以及豐富的尋址方式,采用DSP控制器就可以提高數字信號處理運算的能力,可以對數字信號做到實時處理。數字信號處理是利用專用處理器或計算機,以數字的形式對信號進行采樣、變換、濾波、增強、壓縮、識別等處理,以得到符合人們要求的信號形式。數字信號處理器是一種處理數字信號的專用微處理器,主要應用于實時快速地實現各種信號的數字處理算法。它在結構上針對數字信號處理的特點進行了改進和優化,并且增加了特殊的指令專門用于數字處理,因而處理速度更快,效率更高。

有限沖激響應濾波器，即FIR濾波器，是數字濾波器的一種，現有的FIR數字濾波器的缺點在于相位響應的線性不嚴格以及精度低。

發明內容

本發明提供一種FIR數字濾波器，解決現有FIR數字濾波器相位響應的線性不嚴格以及精度低的問題。

本發明通過以下技術方案解決上述問題：

一種FIR數字濾波器，由DSP芯片、A/D轉換器、D/A轉換器和電源電路組成；所述DSP芯片用于處理A/D轉換器和D/A轉換器采集到的數據；所述A/D轉換器用于將模擬信號換換為數字信號，輸入至DSP芯片；所述D/A轉換器用于將數字信號轉換為模擬信號，輸入至外部設備；所述電源電路為DSP芯片、A/D轉換器、D/A轉換器供電。

上述方案中，所述A/D轉換器為TVL2544。

上述方案中，所述D/A轉換器為TVL56381。

進一步地，由以下步驟設計而成：

1)對DSP進行初始化,定義所需的向量和工作模式,對用到的寄存器進行配置

2)將預先設計好的有N個抽頭的FRI濾波器的沖擊響應序列hlnl中的N個數值放入存儲單元

3)開始進行抽樣并讀取抽樣值,放入適當的存儲單元；

4)將抽樣值進行運算處理；

5)輸出處理結果,重復3)、4)、5)。

進一步地，所述步驟4)由以下步驟組成：

a)將累加器清零,設置兩個相乘的存儲單元A,B的初始值為K,L；

b)將第K個抽樣值AK與第L個沖激響應序列的值BL相乘,并將乘積送入累加器進行累加；

c)將第K一1個抽樣值AK一1放入AK,此時AK中的原數值被覆蓋；

d)重復b)和c)直到完成N次乘法操作。

本發明的優點與效果是：

1、通過軟件驗證、硬件仿真及環境實驗說明電路工作穩定，驗證了FRI濾波器的相位響應可為嚴格的線性,它不存在延遲失真,只有固定的時間延遲，本發明在保證幅頻特性滿足技術要求的同時,更容易做到嚴格的線性相位；通過編程進行濾波處理,使處理速度更快,效率更高；

2、低功耗、高精度、小體積、多功能、穩定可靠和價廉,提高了濾波器的集成度和可靠性,提高了對干擾信號的抑制能力。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明并不局限于這些實施例。

本發明提供的FIR數字濾波器的通帶為12HZ～14.4KHZ，阻帶為9.6KHZ～12KHZ，采樣頻率為48KHZ，阻帶衰減為60dB。

綜合考慮運算速度、價格、硬件資源、開發工具及其他因素，本發明的DSP芯片選用TI公司的TMS32OLF2407A。該芯片為16位定點DSP芯片，有544words*16bitsDARAM和2K16-bitwordsSARAM,并且具有16根數據線，可以擴展3個獨立的存儲空間。

TI公司的專用電源芯片可提供雙電源輸出3.3V/2.5V，3.3V/1.8V，3.3V/1.5V，3.3V/1.2V,本發明選用3.3V/2.5V的穩定電壓芯片并且上電復位延遲時間短。3.3V電壓為DSP芯片供電。時鐘信號由時鐘芯片給出,可選用工作電壓為3.3V的20MHZ有源晶振。在程序設計中配置寄存器SCSRI為2*外部時鐘。