由图二输入信号的波形图可以看出,输入是有四个不同频率调制的波形。左边第一种图形在一个周期内占大约1格,而一格所占的时间为 0.00605/10=0.605ms,所以周期大约为T1=0.605*1=0.605ms,频率为1652Hz。最右边的图形一个周期内约占0.8 格,T2=0.605*0.8=0.484ms,频率约为2066Hz。中间的两个图形在一个周期内分别约占2格和1.3格,周期分别约为 T3=0.605*2=1.21ms,频率约为826Hz,T4=0.605*1.3=0.7865ms,频率约为1271Hz。这四个频率与输入的 800Hz,1200Hz,1600Hz,2021Hz基本相同。由图中的输入频谱同样可以看出有四个频率的输入波形,其频率分别约为 2756*3/10=826.8Hz,2756*4.5/10=1240Hz,2756*6/10=1653Hz,2756*7.5 /10=2067Hz,与输入的800Hz,1200Hz,1600Hz,2021Hz基本接近。
< br> 输出波形和频谱图
图三 输出信号的波形和频谱图
由图三中的输出信号波形图可以看出滤出的波形在一个周期中约占1格,而一格所占的时间0.00605/10=0.605ms。频率约为1652Hz,与要求滤出1600Hz的要求接近。由图三中的的频谱图可以看出滤出的频谱图的频率约在第6格,则滤出的频率约为2756*6/10=1659Hz,与所要求滤出1600Hz的要求接近。
基于上面的结果,利用TMS320C5402 DSK系统板进行实验,在一个AD/DA转换的主循环中加入所设计的滤波器,调节信号发生器,对示波器进行观察,可以发现所用的滤波器能很好的满足设计要求。但程序的输入与输出数据读写语句要作相应的修改。
结束语
在进行 数字滤波器 设计时,还需要以下几点:
(1)在用 Matlab 设计滤波器时采样频率一定要满足奈奎斯特准则。当采用带通滤波器时,通带宽度一般在200~300Hz,衰减一般为1db,过渡带一般在10 0~250Hz,阻带衰减一般在 30db。
(2)使用探针方法输入数据时,一般要求输入数据是16进制的小数表示,但如果输入10进制的也可以,但需在两次确认之后才可以输入。
(3)在图形窗口观察结果时,如果所观察的图形不明显,可以通过设置幅度值来改善效果。
总之,滤波器设计是我们实际系统应用中重要的一方面,相比传统的R,L,C元件和运算放大器组成的块滤波器,更有发展的潜力。
参考文献:
1. 戴明桢 周建江编著,TMS320C54x DSP结构、原理及应用,北京航空航天大学出版社,2004
2. 郑红 吴冠编著,TMS320C54x DSP 应用系统设计,北京航空航天大学出版社,2003
3. 程佩青编著,数字信号处理教程(第二版),清华大学出版社,2002
本文关键字:滤波器 DSP/FPGA技术,单片机-工控设备 - DSP/FPGA技术