基于DSP6713的IIR格型自適應(yīng)濾波器

3.1 自適應(yīng)IIR格型濾波器

　　自適應(yīng)濾波器就是其權(quán)系數(shù)可以根據(jù)某種自適應(yīng)算法來不斷修改，使系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足給定的性能判斷。它的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和自適應(yīng)算法的選取、最佳參數(shù)的確定，以及有效字長(zhǎng)效應(yīng)影響的最小化等。自適應(yīng)濾波器的原理圖如圖2所示。它主要由兩部分組成：系數(shù)可調(diào)的數(shù)字濾波器和用來調(diào)節(jié)或修正濾波器系數(shù)的自適應(yīng)算法。

　　圖中濾波器的結(jié)構(gòu)可以是IIR型結(jié)構(gòu)，也可以是FIR型結(jié)構(gòu)。盡管IIR結(jié)構(gòu)的濾波器性能不夠穩(wěn)定，但在實(shí)際應(yīng)用中它能夠以很小的復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)和FIR濾波器相同的功能，且可以利用模擬濾波器設(shè)計(jì)的結(jié)果，所以在對(duì)穩(wěn)定性要求不高的情況下這是一個(gè)理想的選擇。本文所采用的是IIR格型自適應(yīng)濾波器，格型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是按階遞歸，增加或者減少級(jí)數(shù)不會(huì)影響已經(jīng)存在的階數(shù)設(shè)計(jì)。

　　格型IIR濾波器的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。它由兩個(gè)格型濾波器級(jí)聯(lián)而成，上方的格型濾波器H1(z)的輸入為Input，輸出設(shè)為s0(n);下方的格型濾波器H2(z)的輸入為s0(n)，輸出為Output。

　　采用TI公司開發(fā)的C67xDSPLIB庫函數(shù)DSPF_sp_iirlat。DSPF_sp_iirlat是單精度IIR格型濾波算法。其C語言形式為：

　　3.2 自適應(yīng)濾波器算法

　　在前面討論了自適應(yīng)濾波器的原理和結(jié)構(gòu)，接下來討論自適應(yīng)濾波器的另一個(gè)關(guān)鍵組成部分：自適應(yīng)算法。目前，大多數(shù)自適應(yīng)濾波器都采用最小均方算法(LMS)，因?yàn)樗菀自O(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)且性能穩(wěn)健。自適應(yīng)算法是根據(jù)某種準(zhǔn)則來設(shè)計(jì)的，目的在于設(shè)法使y(n)和d(n)盡量接近，不同的算法實(shí)質(zhì)一樣，只是接近的衡量標(biāo)準(zhǔn)不一樣。最常用的準(zhǔn)則是最小均方誤差(Mean Square Error，MSE)準(zhǔn)則，即期望信號(hào)d(n)與濾波器輸出y(n)之差e(n)的平方值最小，并根據(jù)這個(gè)準(zhǔn)則來不斷調(diào)整自適應(yīng)算法。采用TI公司開發(fā)的C67xDSPLIB庫函數(shù)DSPF_sp_lms。DSPF_ sp_lms為單精度浮點(diǎn)LMS算法，實(shí)現(xiàn)LMS自適應(yīng)算法。其C語言形式為：

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