1、 课程设计课程设计 题题 目：目： 基于基于 DSP 芯片的芯片的 自适应滤波器实现自适应滤波器实现 班班 级：级： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 成成 绩：绩： DSP 芯片原理与应用芯片原理与应用 课程设计报告课程设计报告 电子与信息工程学院电子与信息工程学院 信息与通信工程系信息与通信工程系 I 基于 DSP 芯片的自适应滤波器实现 摘摘 要要 随着 DSP 技术的高建发展，人们对信号处理的实时性、准确性和灵活性的要求越来 越高，DSP 技术在信号处理中的地位也越来越重要。自适应滤波器是一种复杂的算法，设 计它是为了在均衡信道，抵消回波，增强谱线，抑制噪声等方面有
2、所应用。而自适应滤波 器的实现主要采用最小均方误差算法完成。 自适应算法通过调整滤波器系数来实现可以更 好地跟踪信号的变化，最终实现自适应滤波。 关键关键字字：自适应滤波器；数字信号处理器；最小均方误差算法；CCS 1 1 引言引言 1.1 课程设计的目的和意义课程设计的目的和意义 巩固所学的专业技术知识，培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决 工程技术问题的能力，培养初步的独立设计能力；通过课程设计实践，了解并掌握一般的 综合设计过程，训练并提高学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、运用 标准与规范和应用计算机等方面的能力，更好地将理论与实践相结合，提高综合运用所学
3、理论知识独立分析和解决问题的能力。 再设计完成后， 还要将设计的电路进行安装、 调试， 加强学生的动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。同时使学生能够掌握和 熟悉 DSP 的开发流程和基本的编程方法。由于设计中涉及到各种器件的使用，可以提高 学生综合运用各种技术和知识的能力。 1.2 课程设计内容及要求课程设计内容及要求 实现基于 DSP 芯片的自适应滤波器，要求系统的理解和掌握高速数字信号处理器的 特点和基本概念；了解自适应滤波器的原理及主要应用领域；能够给出硬件实现框图，并 给出具体分原理分析；能够进行软件的编制，并能够实现语音信号处理算法。 2 设计原理及程序分析设计原理及程序
4、分析 2.1 自适应滤波器简介自适应滤波器简介 自适应滤波器属于现代滤波器的范畴，自适应滤波器是相对固定滤波器而言的，固定 滤波器属于经典滤波器，它滤波的频率是固定的，自适应滤波器滤波的频率则是自动适应 输入信号而变化的，所以其适用范围更广。在没有任何关于信号和噪声的先验知识的条件 下，自适应滤波器利用前一时刻已获得的滤波器参数来自动调节现时刻的滤波器参数，以 适应信号和噪声未知或随机变化的统计特性，从而实现最优滤波。所谓自适应滤波，就是 利用前一时刻已获得的滤波器参数等结果，自动地调节现时刻的滤波器参数，以适应信号 和噪声未知的或随时间变化的统计特性，从而实现最优滤波。自适应滤波器实质上就是
5、一 2 种能调节其自身传输特性以达到最优化的维纳滤波器。 2.2 自适应滤波原理自适应滤波原理 自适应滤波器的特性变化是由自适应算法通过调整滤波器系数来实现的。一般而言， 自适应滤波器由两部分组成，一是滤波器结构，二是调整滤波器系数的自适应算法。自适 应滤波器的结构采用 FIR 或 IIR 结构均可，由于 IIR 滤波器存在稳定性问题，因此一般采 用 FIR 滤波器作为自适应滤波器的结构。图 2-1 给出了自适应滤波器的一般结构。 图 2-1 自适应滤波器的一般结构 图 2-1 为自适应滤波器结构的一般形式，图中 x(n)为输入信号，通过参数可调的数 字滤波器后产生输出信号 y(n)，将输出信
6、号 y(n)与标准信号(或者为期望信号)d(n)进行 比较，得到误差信号 e(n)。e(n)和 x(n)通过自适应算法对滤波器的参数进行调整，调整 的目的使得误差信号 e(n)最小。重复上面过程，滤波器在自己的工作过程中逐渐了解到 输入信号和噪声的统计规律，并以此为根据自动调整滤波器参数，从而达到最佳的滤波效 果。 自适应滤波器设计中最常用的是 FIR 横向型结构。图 2-2 是横向型滤波器的结构示意图。 图2-2横向滤波器的结构示意图 其中：x(n)为自适应滤波器的输入； w(n)为自适应滤波器的冲激响应：w(n)=w(O)，w(1)，w(N-1)； 3 y(n)为自适应滤波器的输出： )(*)()(nwnxny 1 0 )()()()()( N i i T inxnwnWnXny 其中，T 表示转置矩阵，n是时间指针，N 是滤波器次数。 2.3 自适应滤波算法自适应滤波算法 自适应滤波器除了包括一个按照某种结构设计的滤波器，还有一套自
