dsp滤波要点

DSP课程设计--滤波器目录摘要...................................... 错误!未定义书签。

前言.. (1)1 方案设计与论证 (2)1.1 设计方案概论 (2)1.2 设计方案详论 (2)1.3 设计工具CCS及SEED-DTK2812 实验系统简介 (3)2 系统设计 (4)2.1 IIR数字滤波器的设计方法及原理 (4)2.2 程序设计流程图 (6)2.3 系统设计步骤 (7)4 总结 (10)参考文献 (12)致谢 (13)附录 (14)前言本文介绍了滤波器的滤波原理以及模拟滤波器、数字滤波器的设计方法。

重点介绍了IIR数字滤波器的设计方法。

即脉冲响应不变法和双线性变换法。

在此基础上，用DSP虚拟实现任意阶IIR滤波器。

此设计扩展性好，便于调节滤波器的性能，可以根据不同的要求在DSP上加以实现。

数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。

数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。

数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。

反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。

而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。

数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。

例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。

近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。

可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。

数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即无限长冲激响应(IIR)数字滤波器和有限长冲激响应(FIR)数字滤波器。

第1种方法限幅滤波法（又称程序判断滤波法）A 方法根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A）每次检测到新值时判断：如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值B优点能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰C 缺点无法抑制那种周期性的干扰平滑度差第2种方法中位值滤波法A方法连续采样N次（N取奇数）把N次采样值按大小排列取中间值为本次有效值B优点能有效克服因偶然因素引起的波动干扰对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果C缺点对流量、速度等快速变化的参数不宜第3种方法算术平均滤波法A方法连续取N个采样值进行算术平均运算N值较大时：信号平滑度较高，但灵敏度较低N值较小时：信号平滑度较低，但灵敏度较高N值的选取：一般流量，N=12；压力：N=4B优点适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波这样信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动C缺点对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用比较浪费RAM第4种方法递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）A方法把连续取N个采样值看成一个队列队列的长度固定为N每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则)把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果N值的选取：流量，N=12；压力：N=4；液面，N=4~12；温度，N=1~4B优点对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高适用于高频振荡的系统C缺点灵敏度低对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差不适用于脉冲干扰比较严重的场合比较浪费RAM第5种方法中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）A方法相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”连续采样N个数据，去掉一个最大值和一个最小值然后计算N-2个数据的算术平均值N值的选取：3~14B优点融合了两种滤波法的优点对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差C缺点测量速度较慢，和算术平均滤波法一样比较浪费RAM第6种方法限幅平均滤波法相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法” 每次采样到的新数据先进行限幅处理再送入队列进行递推平均滤波处理B 优点融合了两种滤波法的优点对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差C 缺点比较浪费RAM第7种方法一阶滞后滤波法A方法取a=0~1本次滤波结果=（1-a）*本次采样值+a*上次滤波结果B优点对周期性干扰具有良好的抑制作用适用于波动频率较高的场合C缺点相位滞后，灵敏度低滞后程度取决于a值大小不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号第8种方法加权递推平均滤波法A方法是对递推平均滤波法的改进，即不同时刻的数据加以不同的权通常是，越接近现时刻的资料，权取得越大给予新采样值的权系数越大，则灵敏度越高，但信号平滑度越低B优点适用于有较大纯滞后时间常数的对象和采样周期较短的系统C缺点对于纯滞后时间常数较小，采样周期较长，变化缓慢的信号不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度，滤波效果差第9种方法消抖滤波法A方法设置一个滤波计数器将每次采样值与当前有效值比较：如果采样值＝当前有效值，则计数器清零如果采样值<>当前有效值，则计数器+1，并判断计数器是否>=上限N(溢出)如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器B优点对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果,可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动C缺点对于快速变化的参数不宜如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值,则会将干扰值当作有效值导入系统第10种方法限幅消抖滤波法A方法相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”先限幅后消抖B优点继承了“限幅”和“消抖”的优点改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统C缺点对于快速变化的参数不宜第11种方法IIR数字滤波器A方法确定信号带宽，滤之。

数字信号处理中的频域滤波方法数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是一门研究如何对数字信号进行变换、操作和分析的学科。

其中，频域滤波方法是一种常用的信号处理技术，用于去除信号中的噪声或改善信号质量。

本文将介绍数字信号处理中的频域滤波方法，包括傅里叶变换、傅里叶变换的性质以及滤波器设计。

一、傅里叶变换傅里叶变换是一种将信号从时域（时序）转换到频域（频率）的方法，它将信号表示为正弦和余弦函数的线性组合。

傅里叶变换可以将信号分解为不同频率成分的和，通过分析这些频率成分可以实现频域滤波。

在数字信号处理中，傅里叶变换通常使用离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）来实现。

DFT将连续时域信号离散化为一系列离散频率，从而可以在计算机上进行处理。

二、傅里叶变换的性质1. 线性性质：傅里叶变换具有线性性质，即信号的线性组合的傅里叶变换等于信号各自的傅里叶变换的线性组合。

2. 积移性质：信号在时域上的平移会导致其在频域上的相位变化，即频谱随时间的平移而变化。

3. 对称性质：实信号的傅里叶变换具有共轭对称性，即其频谱是一个关于零频率对称的函数。

三、频域滤波器设计频域滤波器是根据信号在频域的特性来选择和调整信号成分的方法。

常见的频域滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

1. 低通滤波器：低通滤波器用于去除高频成分，只保留低频成分。

在频域上，低通滤波器会在截止频率以下的频率范围内透传，而在截止频率以上的频率范围内抑制信号。

2. 高通滤波器：高通滤波器用于去除低频成分，只保留高频成分。

高通滤波器在截止频率以下的频率范围内抑制信号，而在截止频率以上的频率范围内透传。

3. 带通滤波器：带通滤波器用于滤除不在指定频率范围内的信号。

它可以让指定范围的频率通过，而将其他频率抑制。

4. 带阻滤波器：带阻滤波器用于滤除指定频率范围内的信号。

它可以让指定范围外的频率通过，而将指定范围内的频率抑制。

在示波器上使用DSP滤波技术的探讨在今天的科技遍地开花的社会中，数字信号处理技术的应用越来越广泛。

其中，DSP滤波技术在很多领域得到了广泛的应用，而在示波器上也不例外。

在本文中，我们将探讨在示波器上使用DSP滤波技术的相关问题。

一、DSP滤波技术概述DSP滤波技术是数字信号处理中的一项重要技术，它是指对数字信号进行滤波的处理方法。

它可以通过数字滤波器来实现，数字滤波器将输入信号分成不同的频率段，然后对不同的频率段进行滤波，以去除或衰减滤波器不希望的频率成分。

数字信号处理技术能够对数字信号进行高速处理和现实时间处理，不易受到噪声和失真的干扰。

与传统的模拟滤波器相比，它的设计和调试过程更加简单，能够快速地进行实现。

二、在示波器上使用DSP滤波技术示波器是一种常用的测试仪器，用于观察和分析电信号的波形和参数。

它能够显示信号的幅度、频率、相位和脉冲等相关信息，对于电子行业的研发、测试和维修都有着重要的作用。

在示波器上使用DSP滤波技术，可以对输入的电信号进行数字滤波处理，以去除或衰减噪声、干扰等对于信号质量的负面影响。

可以有效提高示波器信号的准确度和可靠性，保证测试结果的正确性。

三、DSP滤波器的分类在示波器上使用的DSP滤波器可以分为一阶数字滤波器、二阶数字滤波器、三阶数字滤波器等几种类型。

1、一阶数字滤波器一阶数字滤波器是指只有一个延迟器和一个加权器的数字滤波器，其部件数最少。

它可实现低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波等基本型式的滤波。

2、二阶数字滤波器二阶数字滤波器通常由两个一阶数字滤波器级联而成，可以实现更多的滤波器类型，如butterworth滤波器、elliptical滤波器等。

3、三阶数字滤波器三阶数字滤波器通常由三个一阶数字滤波器级联而成，还可以实现更多滤波器类型，如Chebyshev滤波器、Bessel滤波器等。

四、DSP滤波技术的应用在示波器上使用DSP滤波技术主要应用于以下几个方面：1、信号处理在电子设计中，信号必须在其范围内进行滤波，以达到电子设计的成功。

dsp滤波要点数字信号处理综合设计性实验报告学院：电子信息工程学院班级：自动化0706班电子0701班指导教师：高海林学生：张越07213056陈冠宇07214004北京交通大学电工电子教学基地2010年1月20日利用DSP实现信号滤波一：实验目的实现离散信号滤波是DSP的基本功能，本实验中我们尝试实现分别了设计FIR 和IIR滤波器实现低通，高通，带通，带阻四种滤波器对正弦离散信号进行滤波。

（1）学会编写滤波程序和输入信号程序。

（2）熟悉CCS集成开发环境，熟悉DSK板的使用。

（3）通过实验比较FIR和IIR在设计上和滤波效果上的区别。

二：FIR滤波器的设计例：设计一个采样频率Fs为8000Hz，输入信号频率为1000HZ、2500HZ与4000HZ 的合成信号，通过设计FIR滤波器分别实现低通，高通，带通，带阻的滤波功能。

一：实验原理一个线性位移不变系统的输出序列y(n)和输入序列x(n)之间的关系，应满足常系数线性差分方程：x(n): 输入序列，y(n): 输出序列，ai、bi : 滤波器系数，N: 滤波器的阶数。

在式上式中，若所有的ai 均为0，则得FIR 滤波器的差分方程：对上式进行z 变换，可得FIR 滤波器的传递函数：FIR 滤波器的结构#include <stdio.h>#include <math.h>void main(){int i;double f[256];FILE *fp;if((fp=fopen("in.inc","wt"))==NULL){printf("can't open file! \n");return;}for(i=0;i<=255;i++){f[i]=sin(2*3.14159*i*1000/8000)+sin(2*3.14159*i*2500/8000)+sin(2* 3.14159*4000/8000);fprintf(fp," .word %1d\n",(long)(f[i]*32768/3));}fclose(fp);}该文件会生成一个.inc的文件，由于比较冗长，在此不再赘述。

DSP重点知识点总结DSP（数字信号处理）是一门涉及数字信号获取、处理和分析的学科。

DSP技术被广泛应用于通信、音频和视频处理、雷达和图像处理等领域。

下面是DSP的重点知识点总结。

1.信号与系统理论：信号可以理解为一种函数或者波形，可以用数学模型表示。

系统是根据输入信号产生输出信号的过程。

信号与系统理论研究信号和系统之间的关系，如卷积、频谱分析等。

2.时域和频域分析：时域分析是指对信号在时间上的特征进行分析，如幅度、相位、周期等。

频域分析则是将信号在频率上进行分析，如频谱、谐波成分等。

3.Z变换和离散时间系统：Z变换是一种离散信号处理的分析工具，它可以将离散时间信号转换成复变量的函数。

离散时间系统是一种对离散时间信号进行处理的系统，可以用系统函数来描述其输入输出关系。

4.数字滤波器设计：数字滤波器是一种对数字信号进行滤波处理的系统。

低通滤波器可以通过去除高频成分来平滑信号，高通滤波器则可以去除低频成分，带通滤波器可以只保留一些频段的信号。

5.快速傅里叶变换（FFT）：FFT是一种将时域信号转换成频域信号的算法，它可以高效地计算信号的频谱。

FFT广泛应用于频谱分析、滤波器设计、信号压缩等领域。

6.语音信号处理：语音信号处理是DSP的一个重要应用领域。

它包括语音信号的获取、去噪、压缩、识别等技术。

常用的算法包括线性预测编码（LPC）、梅尔倒谱系数（MFCC）等。

7.图像处理：图像处理是DSP的另一个重要应用领域。

它包括图像的获取、增强、压缩、分割、识别等技术。

常用的算法包括离散余弦变换（DCT）、小波变换等。

8.数字信号处理芯片：数字信号处理芯片是一种集成了数字信号处理功能的专用芯片。

它可以高效地进行信号处理和计算，并广泛应用于通信设备、音频设备等领域。

9.数字信号处理应用：DSP技术在通信、音频、视频、雷达、图像等领域有广泛的应用。

例如，DSP可以用于音频信号的压缩、通信系统的调制解调、雷达信号的处理等。

摘要数字信号处理（DSP）是20世纪60年代以来，随着信息学科和计算机学科的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科。

语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号处理的一门学科，是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。

Matlab是一套用于科学工程计算的可视化高性能软件，是一种交互式的以矩阵为基本数据结构的系统，具有强大的矩阵运算能力，是本次课程设计的计算机辅助分析与设计部分的基础。

本设计通过运用MATLAB软件采集一段语音信号、回放语音信号并画出语音信号的时域波形和频谱图。

再在Matlab中分别设计不同形式的IIR和FIR数字滤波器。

之后对采集的语音信号经过不同的滤波器（低通、高通、带通）后，再对其进行频谱分析，通过分析滤波前后频谱图的区别，比较不同滤波器的滤波效果及其对语音信号的影响。

关键词：DSP；语音信号处理；MATLAB；滤波器目录1 绪论 (1)2 课程设计目的与内容 (2)2.1设计目的 (2)2.2设计内容 (2)3 设计原理 (2)3.1 用窗函数法设计FIR滤波器 (2)3.2 用双线性变换法设计IIR数字滤波器 (3)4 设计程序的调试和运行结果 (7)4.1预习题部分 (7)4.2设计题部分 (11)4.2.1 语音信号的频谱分析 (11)4.2.2 污染信号的频谱分析 (12)4.2.3 IIR滤波器——切比雪夫型滤波器 (14)4.2.4 FIR滤波器—hanning窗滤波器 (17)5 课程设计的思考与体会 (20)5.1设计思考 (20)5.2设计体会 (20)参考文献 (22)致谢 (23)附录 MATLAB程序代码 (24)1 绪论随着信息化的推进，数字信号处理的地位和作用变得越来越重要。

因为信息化的基础是数字化，而数字化的核心技术就是数字信号处理。

半个世纪以来，在如此强有力的需求牵引下，伴随着计算机技术、微电子技术日新月异的突破，数字信号处理的方法和应用越来越广泛和深入，发展十分迅速。