DSP测量系统动态特性数字补偿滤波器的设计与实现(3)
(4)易于大规模集成:因为数字部件具有高度的规范性，便于大规模集成，大规模生产，且数字滤波电路主要工作在截止或饱和状态，对电路参数要求不严格，因此产品的成品率高，价格也日趋降低。相对于模拟滤波器，数字滤波器在体积、重量和性能方面的优势已越来越明显。比如在用一些用模拟网络做的低频滤波器中，网络的电感和电容的数值会大到惊人的程度，甚至不能很好地实现，这时候若采用数字滤波器则方便的多。
(5)并行处理:数字滤波器的另外一个最大优点就是可以实现并行处理，比如数字滤波器可采用DSP处理器来实现并行处理。TI公司的TMS320C5000系列的DSP芯片采用8条指令并行处理的结构，时钟频率为100MHZ的DSP芯片，可高达800MIPS(即每秒执行百万条指令) [17]。
1.2.3 数字滤波器实现的主要途径
数字滤波器的实现方法一般有以下几种:
(1)在通用的计算机(如PC)上用软件(如c语言)实现。软件可以是由自己编写，也可以使用现成的软件包。这种方法的缺点是速度太慢，不能用于实时系统，主要用于DSP算法的模拟与仿真。
(2)在通用的计算机系统中加上专用的加速处理机实现。这种方法不便于系统的独立运行。
(3)用通用的单片机实现。单片机的接口性能良好容易实现人机接口。由于单片机采用的是冯诺依曼总线结构，系统比较复杂，实现乘法运算速度较慢，而在数字滤波器中涉及大量的乘法运算，因此，这种方法适用于一些不太复杂的数字信号处理。
(4)用通用的可编程DSP芯片实现。与单片机相比，DSP有着更适合于数字滤波的特点。它利用改进的哈佛总线结构，内部有硬件乘法器、累加器，使用流水线结构，具有良好的并行特点，并有专门设计的适用于数字信号处理的指令系统等。
(5)用专用的DSP芯片实现。在一些特殊的场合，要求的信号处理速度极高，而通用DSP芯片很难实现，这种芯片将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现，无须进行编程。
(6)用FPGA等可编程器件来开发数字滤波算法。使用相关开发工具和VHDL等硬件开发语言，通过软件编程用硬件实现特定的数字滤波算法。这一方法由于具有通用性的特点并可以实现算法的并行运算，无论是作为独立的数字信号处理，还是作为DSP芯片的协作处理器都是比较活跃的研究领域[14]。
1.3 本论文的主要工作
（1）系统阐述测量系统动态特性数字补偿的基本原理；
（2）针对一个具体的二阶测量系统进行动态补偿滤波器的设计；
（3）利用DSP实现上述动态补偿滤波器，分析补偿效果。
2 测量系统的动态特性数字补偿基本原理
2.1 动态特性补偿目标
现代动态测量系统一般是一个多环节的复杂系统，系统组成之后其动态性能不一定能满足使用要求，但我们可以通过动态数学模型研究，通过采用适当的滤波器进行动态补偿以拓宽系统频带、改善系统的动态特性，最终使该系统的测量精度满足使用要求[12]。
通常对于工程实际中使用的测试系统, 不论系统的输入为何种形式的作用, 其输出总是可以通过测量而得到的信号。因此, 可通过对常规测量系统的输出y (t ) 直接进行数据采样, 进而根据系统所遵循的运动微分方程反解出系统的输出值, 即被测量x（t）, 从而准确测得被测量，这就是系统动态特性数字补偿的基本思想。
具体的来说，测量系统动态特性补偿就是在现成测量系统H(s)中串接一个动态特性补偿环节 ，构成一个补偿合成系统：
(2-1)