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2移频模块的设计
下面主要介绍移频所需的振荡器和滤波器两个重要模块。系统流程图如图3所示。
2.1数字振荡器的实现
正弦、余弦等三角函数在各个领域常见的振荡器中得到了广泛的应用，而如何能更精确、消耗处理器指令更少、更快地产生正余弦波成为一个不得不考虑的问题。在TI公司的开发工具CCs中用C语言调用库函数Sin（double x）和cos（double x）产生正、余弦波序列，每次都会消耗4 000条左右的指令，这是不可取的，将对以后的实时处理产生很大的影响；查表法虽然只有简单的加、减操作，速度也较快，但需要消耗定的存储空间来存储查找表，较大的表格所造成的惊人的开销往往使嵌人式系统难以承受；而数字振荡器法不但容易实现，且产生的正、余弦波频率是可编程的，可以很方便获得所需的振荡器。因此，本系统选用数字振荡器。如有一正弦序列，使用Z变换的线性性质，可得正弦序列的Z变换为：同理，余弦序列的Z变换为：
两种Z变换的极点都是在单位圆上的复正弦序列，即对应一个数字振荡器。很明显，从正弦、余弦序列Z变换的结果来看可以将二者分别设计为一个二阶IIR滤波器，使其系统的转移函数H （z）恰好为其Z变换。假设初始条件为0，则由系统函数得到的正、余弦序列的差分方程分别为：
再根据“两个信号的时域的卷积等于它们各自相应的变换在频域的相乘”的性质，对以上差分方程输入单位抽样信号δ(n)，根据“δ(n)的卷积不变”性质，得其单位冲激响应为sin (nωo）和cos (nωo)。图4就是利用数字振荡器法在6713 DSP上实现、并在CCs的示波器中显示结果。该振荡器频率为2 kHz、采样频率为40 kHz。对比二者波形图可看出，正、余弦相位差刚好为90°，证明设计结果与理论值相吻合。与查表法相比，使用振荡器产生正余弦信号时，每个数据实时地计算，明显节约了嵌人式系统中有限的系统资源。
2.2滤波器的设计
本系统中多处用到滤波器，其中最重要的是数移频模块中的两处低通滤波器（如图2所示）。在选择滤波器时，考虑到在具有同样良好的频谱衰减特性的情况下，FIR滤波器的阶数要比IIR滤波器大得多，而IIR所需的运算量（主要指乘法和加法次数）较FIR小得多，所以本系统在此处选用IIR滤波器。
IIR滤波器中，椭圆滤波器（elliptic）通带和阻带都会出现较大起伏，且它的相频响应完全是非线性的，在接近过渡带的地方尤为突出；切比雪夫滤波器频率响应的幅频特性在通频带内存在幅度波动；而巴特沃斯滤波器的幅频响应的曲线在通带和阻带内都比较平坦，具有最平特性，且相频响应在通带内几乎是线性的，故本系统采用巴特沃斯滤波器。根据在Matlab中设计出的滤波器的参数，要在DSP开发环境下实现此滤波器、必须考虑两方面：(1)IIR的单位脉冲响应是无限长的，因而不能像实现FIR那样直接用卷积来计算，而要用递推法解差分方程；(2)根据DSP字长及精度的特点对参数进行定标、取舍、量化等处理，特别是对于定点处理器几乎是必须要考虑的，故本系统选用TI公司的浮点处理器6713以达到更精确目的。图5是向12阶巴特沃斯滤波器输人低频正弦与高频余弦叠加信号、并在DSP上运行前后的滤波效果图，可见设计的滤波器能较理想地满足任务要求。
