基于LabVIEW的DSP设计

　　4DSP设计实例

　　4.1 系统辨识原理

　　自适应滤波器具有在未知环境下良好运行并跟踪输入统计量随时间变化的能力，使得自适应滤波器成为信号处理和自动控制应用领域强大的设备。自适应滤波器应用分为四种类型：辨识、逆模型、预测及干扰消除，其中系统辨识的目的在于设计一个自适应滤波器逼近一个给定的未知的动态系统。应用自适应滤波器实现系统辨识的基本结构如图4所示。

　　图4 系统辨识的基本结构

　　在自适应滤波器的应用中，一个重要的问题是确立使可调节的滤波器参数最优的标准（或准则）。最小均方（LMS）算法能够产生一个二次性能指数作为滤波器系数的函数，从而具有单一的最小值，它是自适应滤波器的一种最基本的算法，所以本文采用LMS算法来实现自适应滤波器的应用。

　　4.2基于TMS320C6713EVM的系统辨识设计

　　硬件平台选用的是TMS320C6713EVM高速语音信号（采集）处理平台。该平台采用了Texas Instruments公司高性能浮点DSP器件 TMS320C6713B。使用的仿真器为5100USB V2.0系列DSP仿真器。

　　软件设计部分如图5所示。由LabVIEW的Express VI产生的正弦波作为输入信号，以巴特沃思滤波器VI作为信号所通过的未知系统。在CCS开发环境下用C语言编写实现自适应滤波器的LMS算法程序，在LabVIEW开发环境下用G语言开发自适应滤波器的应用程序与图形界面，通过LabVIEW与CCS之间的实时数据交换（RTDX）实现通信。

　图5 系统辨识程序框图

　　通过前面板可以清楚直观的看到自适应滤波器输出逐渐逼近未知系统的输出，最后准确的识别出未知系统的过程。输入信号除了使用单频正弦波还以均匀白噪声为输入，实验结果表明均可达到对未知系统的辨识，验证了整个系统功能的正确性及设计方法的有效性。程序运行结果如图6所示。

　　图6 系统辨识运行结果

　　5 结论

　　本文在LabVIEW开发环境下实现了基于TMS320C6713EVM DSP硬件开发平台的自适应滤波器应用设计――系统辨识。其设计方法区别于传统的DSP设计开发方法，是DSP设计新方法的有益尝试。这种设计方法大大缩短了DSP的开发周期，充分发挥了DSP和LabVIEW的特点，将复杂运算交给DSP去实现，同时通过LabVIEW的可视化界面可以清楚地看到程序运行的结果与波形，方便实现在线调试，运行结果直观、清晰。使用LabVIEW开发环境进行DSP的开发摆脱了繁琐的基于文本的语言代码和复杂的调试过程，可以轻松实现对DSP的开发，是DSP设计的一个新的发展方向，可以很好地应用于工程实践及DSP教学。