DSP C54X窄帶中頻抽樣的實現

使用DSP實現帶通濾波器的設計方法很多，可以先用MATLAB、SystemView等軟件進行模擬仿真，然后獲取濾波器的系數，設計FIR濾波器或IIR濾波器，如果僅僅處理語音信號可以采用IIR濾波器；如果需要處理數據信號一般可以用FIR濾波器。
其次使用DSP_C54X定點數字信號處理器，由于在濾波器實現與數據處理中采用小數方式，因此要求輸入的數據也是小數，而從AD轉換采集數據信號是十六進制的，因此首先要進行數據轉換，然后處理，處理完的數據還需要轉換成16進制，通過DA輸出。編制的DSP抽樣與處理的程序如下所示，實際使用中還需要矢量文件和連接文件。
.title “x.asm”
.mmregs
.def start
.def DStINT ;定時器中斷入口地址
x_new .usect “DATA1”,57 ;初始化數據區
x_old .usect “DATA2”,57 ；循環緩沖區長度
.bssy,1
size .set 57 ;重復運算次數
data_l .set 256 ;計算數據長度是256
PA0 .set 0
PA1 .set 1
.data
COEF .word -18，99，50，-76，-64，6，38，62，28，-36，-78，-61，46，92，58
.word 14，-123，-134，45，83，122，114，-184，-199，13，4，236，260
.word -244，-213，-85，-173，408，425，-267，-117，-300，-475，642，561
.word -187，174，-716，-943，941，590，149，883，-1605，-1808，1406
.word 287，1534，3658，-5867，-7587， 8579
.text
start: STM #0820H,PMST ;
STM #0000H,SWWSR ;
STM #0010H,TCR ;關閉定時器，TDDR=0000
STM #014CH,PRD ;定時器設置60K采樣周期
STM #0008H,IFR ;清除TINT中斷標志
STM #0008H,IMR ;容許中斷
STM #y,AR1
SSBX FRCT ；小數運算
STM #x_new,AR2 ;AR2指向新緩沖區第1單元
STM #x_old+(size-1),AR3 ;AR3指向老緩沖區最后單元
STM #-1,AR0 ;
STM #size,BK ;循環緩沖區長度
STM #0C20H,TCR ;啟動TSS=0,TRB=1自動加載PRD
RSBX INTM ;開放CPU中斷
wait B wait ；等待中斷
DStINT portr PA1,*AR2 ;讀取AD抽樣數據
LD *AR2,8,A
SUB #8000H,A ；轉換16進制數為小數表示
STL A,*AR2 ；實現FIR濾波
ADD *AR2+0%,*AR3+0%,A ;AR2地址中內容16位加AR3同樣操作-->(AH)中
RPTZ B,#(size-1)
FIRS *AR2+0%,*AR3+0%,COEF ;A*系數-->B,同時進行下一個ADD功能,直到全部完成
STH B,*AR1
LD *AR1,16,A
RSBX TC
CMPS A,*AR1 ；實現包絡檢波
BC buchl,NTC ;TC=0,采集數據>0,不處理
STH A,*AR1 ;TC=1,保存DSP的8000H～FFFFH
LD #0FFFFH,A
SUB *AR1,A ;實現FFFFH-采樣值
STL A,-8,*AR1 ;右移8位恢復半波
B CHLEND
buchl: SFTA A,-16
STL A,-8,*AR1
CHLEND: portw *AR1,PA0 ；輸出DA
MAR *+AR2(2)% ;AR2=circ(AR2+2),修改AR2
MAR *+AR3(1)% ;訪問后,AR3=circ(AR3+1)修改AR3
MVDD *AR2,*AR3+0%
RETE
.end
其中，濾波器的輸入信號已經將采集的16進制數轉換成Q15格式，其輸出是定點DSP的Q15格式，對于包絡檢波可以認為：0～1用0000H～7FFFH表示低中頻載波的正半周，而低中頻的負半周是“FFFFH－抽樣值”，即是“（0－（0～－1）＝0～1”，此運算將低中頻載波的負半周轉換為正半周，實現了檢波功能，DA輸出加一個低通濾波器可以得到基帶語音信號。
4 性能分析

通過以上分析和程序設計，使用DSPC5402構成的數字信號處理系統，對465kHz的窄帶中頻調幅信號進行欠抽樣與數據處理，通過存儲示波器測量的波形如圖6所示。由于采用帶通抽樣，降低了抽樣頻率，使DSP有足夠的時間處理，如濾波、信號變換等。通過輸出的波形可以看到：信號的量化噪聲在一定程度上影響輸出信號的純度。因此還需要加好的低通濾波器。實際中還對普通的調幅收音機中頻輸出進行實際抽樣處理，可以獲得比較清晰的語音信號。
5 結束語
本文通過對帶通抽樣定理的討論，結合DSPC54芯片設計的數字信號處理系統，對窄帶中頻信號進行實際的抽樣與處理，獲得較好的效果。