吉首大学物理与机电工程学院 宋治国 谭明涛 张银行

在信号的产生和传输过程中，难免会混杂噪声，因此在信号的接收端必须消除或减弱噪声干扰。根据噪声与信号的不同特性，滤除或消弱信号中的噪声成分就称为滤波。数字滤波器由于其精度高，稳定性好，使用灵活等特点，广泛应用在数据通信、语音信号处理及图像处理等众多领域[1]。带通滤波器滤波器作为滤波器中重要的一种，它主要功能是使某一频率范围内的信号通过，而其它频率范围的信号被衰减或滤除。DSP作为通用的数字信号处理芯片，内部具有专门针对信号处理的硬件单元，使其在数字信号处理领域具体独特的优势。

1.IIR滤波器基本结构

IIR滤波器可以用较少的阶数获得很高的传输特性，所用的存储单元少，运算次数少，具有经济高效的特点。N阶无限冲击响应滤波器的脉冲传递函数可以表达为：

它的差分方程表达式为：

IIR滤波器的一般结构[3]如图1所示：

2.IIR滤波器的matlab设计

Matlab信号处理工具箱中包含了许多执行信号处理算法的函数，方便了滤波器的设计[4]。利用matlab的信号处理函数设计了一个切比雪夫带通滤波器，滤波器参数为：采样频率Fs为16kHz，通频带在3.2kHz和4.8kHz之间，内损耗不大于1dB；频率小于2.4kHz和大于5.6kHz为阻带，阻带衰减大于20dB。

核心程序为：

wp=[3.2,4.8];ws=[2.4,5.6];rp=1;rs=20；

[n,wn]=cheb1ord(wp/8,ws/8,rp,rs)；

[b,a]=cheby1(n,rp,wn)；

由以上程序计算出滤波器的系数如表1所示：

表1 滤波器系数

仿真所得带通滤波器的幅频特性如图2所示。

3.IIR带通滤波器的DSP实现

采用TMS320C5402为目标芯片，它是是16位定点DSP，具有改进的哈佛结构、一组程序总线和三组数据总线，高度并行性的算术逻辑单元ALU，专用硬件逻辑，片内存储器，片内外设和专业的指令集，使该芯片在信号处理领域得到了广泛应用[5]。……