基于LabVIEW的DSP設(shè)計(jì)

　　4 DSP設(shè)計(jì)實(shí)例

　　4.1 系統(tǒng)辨識原理

　　自適應(yīng)濾波器具有在未知環(huán)境下良好運(yùn)行并跟蹤輸入統(tǒng)計(jì)量隨時(shí)間變化的能力，使得自適應(yīng)濾波器成為信號處理和自動控制應(yīng)用領(lǐng)域強(qiáng)大的設(shè)備。自適應(yīng)濾波器應(yīng)用分為四種類型：辨識、逆模型、預(yù)測及干擾消除，其中系統(tǒng)辨識的目的在于設(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)濾波器逼近一個(gè)給定的未知的動態(tài)系統(tǒng)。應(yīng)用自適應(yīng)濾波器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)辨識的基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。

　　圖4 系統(tǒng)辨識的基本結(jié)構(gòu)

　　在自適應(yīng)濾波器的應(yīng)用中，一個(gè)重要的問題是確立使可調(diào)節(jié)的濾波器參數(shù)最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)（或準(zhǔn)則）。最小均方（LMS）算法能夠產(chǎn)生一個(gè)二次性能指數(shù)作為濾波器系數(shù)的函數(shù)，從而具有單一的最小值，它是自適應(yīng)濾波器的一種最基本的算法，所以本文采用LMS算法來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)濾波器的應(yīng)用。

　　4.2 基于TMS320C6713EVM的系統(tǒng)辨識設(shè)計(jì)

　　硬件平臺選用的是TMS320C6713EVM高速語音信號（采集）處理平臺。該平臺采用了Texas Instruments公司高性能浮點(diǎn)DSP器件 TMS320C6713B。使用的仿真器為5100USB V2.0系列DSP仿真器。

　　軟件設(shè)計(jì)部分如圖5所示。由LabVIEW的Express VI產(chǎn)生的正弦波作為輸入信號，以巴特沃思濾波器VI作為信號所通過的未知系統(tǒng)。在CCS開發(fā)環(huán)境下用C語言編寫實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)濾波器的LMS算法程序，在LabVIEW開發(fā)環(huán)境下用G語言開發(fā)自適應(yīng)濾波器的應(yīng)用程序與圖形界面，通過LabVIEW與CCS之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換（RTDX）實(shí)現(xiàn)通信。

　圖5 系統(tǒng)辨識程序框圖

　　通過前面板可以清楚直觀的看到自適應(yīng)濾波器輸出逐漸逼近未知系統(tǒng)的輸出，最后準(zhǔn)確的識別出未知系統(tǒng)的過程。輸入信號除了使用單頻正弦波還以均勻白噪聲為輸入，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明均可達(dá)到對未知系統(tǒng)的辨識，驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)功能的正確性及設(shè)計(jì)方法的有效性。程序運(yùn)行結(jié)果如圖6所示。

　　圖6 系統(tǒng)辨識運(yùn)行結(jié)果

　　5 結(jié)論

　　本文在LabVIEW開發(fā)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了基于TMS320C6713EVM DSP硬件開發(fā)平臺的自適應(yīng)濾波器應(yīng)用設(shè)計(jì)――系統(tǒng)辨識。其設(shè)計(jì)方法區(qū)別于傳統(tǒng)的DSP設(shè)計(jì)開發(fā)方法，是DSP設(shè)計(jì)新方法的有益嘗試。這種設(shè)計(jì)方法大大縮短了DSP的開發(fā)周期，充分發(fā)揮了DSP和LabVIEW的特點(diǎn)，將復(fù)雜運(yùn)算交給DSP去實(shí)現(xiàn)，同時(shí)通過LabVIEW的可視化界面可以清楚地看到程序運(yùn)行的結(jié)果與波形，方便實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試，運(yùn)行結(jié)果直觀、清晰。使用LabVIEW開發(fā)環(huán)境進(jìn)行DSP的開發(fā)擺脫了繁瑣的基于文本的語言代碼和復(fù)雜的調(diào)試過程，可以輕松實(shí)現(xiàn)對DSP的開發(fā)，是DSP設(shè)計(jì)的一個(gè)新的發(fā)展方向，可以很好地應(yīng)用于工程實(shí)踐及DSP教學(xué)。