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多级抽取滤波器在数字强震仪中的应用

作　者: 王雷
导　师: 杨学山；魏继武
学　校: 中国地震局工程力学研究所
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 多级抽取滤波器强震仪信号处理 CS5376A DSP
分类号: P315.62
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 96次
引　用: 2次
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内容摘要

多级抽取滤波技术是数字信号处理技术的一个重要分支。它的典型应用包括高精度温度、压力与振动信号的测量,数字音频信号的处理与应用等领域。随着大规模和超大规模集成电路技术的飞速发展,数字信号处理器和专用的数字抽取滤波器被不断地应用到数字强震仪的研制中;ΔΣA/D转换器与多级抽取滤波作为其中的核心技术在其中发挥了重要作用。本论文主要包含以下几方面的内容:首先分析了数字信号处理与多级抽取滤波的理论及多抽样率FIR系统的网络结构;其次研究了ΔΣA/D转换器的结构与应用;探讨了应用MATLAB设计多级抽取滤波器的方法;提出了应用数字信号处理器进行多级抽取滤波器的设计方案,并对多功能数字滤波器CS5376A进行了详细的分析,对其在新一代数字强震仪中的应用作了系统的研究。其中,本论文所提出的采用数字信号处理器进行多级抽取滤波的方案,以及多功能数字滤波器CS5376A在数字强震仪中的应用对于今后新一代数字强震仪的设计工作具有重要的参考价值。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-18
  1.1 本论文的研究目的与意义  12
  1.2 数字信号处理理论的发展趋势  12-14
    1.2.1 数字信号处理的优点  13-14
    1.2.2 数字信号处理器的广泛应用  14
  1.3 多抽样率信号处理技术在数字强震仪中的应用  14-16
    1.3.1 ΔΣA/D 转换器的特性  14-15
    1.3.2 在数字强震仪中应用多级抽取滤波器  15-16
    1.3.3 新一代数字强震仪的设计  16
  1.4 论文研究的内容  16-18
第二章多抽样率信号处理及ΔΣA/D 转换器的结构与应用  18-38
  2.1 多抽样率信号处理  18-23
    2.1.1 整数倍抽取  18-22
    2.1.2 整数倍内插  22-23
  2.2 多抽样率系统的网络结构  23-28
    2.2.1 网络结构的等效变换  23-24
    2.2.2 抽样率为整数的抽取器的直接式FIR 结构  24-26
    2.2.3 抽样率整数变化的抽取器的多相 FIR 结构  26-28
  2.3 ΔΣA/D 转换器的结构与应用  28-37
    2.3.1 ΔΣA/D 转换器的特点  28-29
    2.3.2 ΔΣ调制器的性能指标  29-30
    2.3.3 ΔΣ调制器的结构  30-35
    2.3.4 ΔΣA/D 转换器的应用  35-36
    2.3.5 ΔΣ转换器C55321 与C55371/72 的特性  36-37
  2.4 总结  37-38
第三章应用MATLAB 进行多级抽取滤波器设计  38-56
  3.1 数字滤波器的设计步骤  38-41
    3.1.1 数字滤波器的指标要求  38-40
    3.1.2 FIR 数字滤波器与 IIR 数字滤波器的比较  40-41
  3.2 多级抽取滤波器的结构  41-45
    3.2.1 抽取滤波器的实现形式  41-42
    3.2.2 多级与单级抽取滤波器的比较  42-45
    3.2.3 多级抽取滤波器的实现途径  45
  3.3 梳状滤波器  45-49
    3.3.1 梳状滤波器的时域实现  46-47
    3.3.2 梳状滤波器滤波后的信号频谱  47-49
  3.4 半带滤波器  49-52
    3.4.1 半带滤波器的特性  49-50
    3.4.2 半带滤波器的Matlab 实现  50-52
  3.5 整形 FIR 滤波器的设计  52-53
  3.6 多级抽取滤波器的MATLAB 设计  53-55
  3.7 总结  55-56
第四章数字信号处理器实现多级抽取滤波  56-66
  4.1 数字滤波器的实现方法  56
  4.2 数字信号处理器的特点  56-59
    4.2.1 数字信号处理器的硬件特点  57
    4.2.2 数字信号处理器的软件特点  57
    4.2.3 DSP 系统与传统的模拟信号处理系统相比较的优点  57-58
    4.2.4 TM5320LF2407 信号处理器的结构与特点  58-59
  4.3 FIR 滤波器的DSP 实现  59-60
    4.3.1 用线性缓冲器实现Z-1  59-60
    4.3.2 用循环缓冲器实现Z-1  60
  4.4 多级抽取滤波器使用 DSP 实现  60-64
    4.4.1 多级抽取滤波器使用 DSP 实现的硬件结构  60-62
    4.4.2 多级抽取滤波器使用DSP 实现的软件结构  62-64
  4.5 总结  64-66
第五章多级抽取滤波器的分析与应用  66-82
  5.1 CS5376A 数字滤波器的特点  66-67
  5.2 CS5376A 数字滤波器分析  67-72
    5.2.1 SINC 滤波器  68-70
    5.2.2 FIR 滤波器  70-71
    5.2.3 IIR 滤波器  71-72
  5.3 CS5376A 系统设计  72-77
    5.3.1 CS5376A 的复位控制  72
    5.3.2 系统参数的设定  72-75
    5.3.3 CS5376A 与DSP 的串口数据传输  75-77
  5.4 CS5376A 在数字强震仪中的应用  77-80
    5.4.1 数字强震仪的基本结构  77
    5.4.2 数字强震仪中ΔΣA/D 转换器与数字抽取滤波器的应用  77-80
    5.4.3 多通道ΔΣA/D 转换与数字抽取滤波的设计  80
  5.5 总结  80-82
结论  82-84
参考文献  84-86
作者简介  86-87
结束语和致谢  87

多级抽取滤波器在数字强震仪中的应用

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