摘要:在数字信号处理应用中,滤波占有十分重要的地位,如对信号的过滤、检测、预测等,都要广泛地用到滤波器。文中研究了FIR滤波器窗函数算法的基本思想给出了在定点DSP芯片上实现FIR数字滤波器的设计方法,并给出了仿真结果。
关键词:DSP;FIR滤波器;循环寻址;汉宁窗
0 引言
数字信号处理现已在通信与信息系统、信号与信息系统、自动控制、需达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理应用中,滤波占有十分重要的地位,如对信号的过滤、检测、预测等,都要广泛地用到滤波器。IIR数字滤波器的设计保留了一些典型模拟滤波器优良的幅度特性,但所涉及的滤波器相位特性一般是非线性的,而FIR滤波器则可在保证幅度特性并满足技术要求的同时,也很容易做到严格的线性相位特性。
1 基于窗函数法的FIR滤波器设计
1.1 单位冲激响应
首先应根据技术要求确定待求滤波器的单位冲激响应hd(n)。如果给出待求滤波器的频率为,那么单位取样响应则可用下式求出:
当较复杂或不能用封闭公式表示时,就不能用上式求出hd(n)。此时可以对从ω=0到ω=2π采样M个点, 采样值为,k=0,1,2,…,M-1,并用2π/M代替(1)式中的dω,此时(1)式可近似写成:
这样,根据频率采样定理,hM(n)与hd(n)应满足如下关系:
因此,如果M选得较大,就可以保证在窗口内,hM(n)有效逼近hd(n)。实际计算(2)式时,可以用的M点采样值,来进行M点IDFT
(IFFT),从而得到(2)式的值。
如果给出通带阻带衰减和边界频率的要求,则可选用理想滤波器作为逼近函数,从而用理想滤波器的特性作傅立叶逆变换,以求出hd(n)。若理想低通滤波器为:
那么,求出的单位取样响应hd(n)则为:
为保证线性相位,通常应取α=(N-1)/2。