試驗(yàn)三無限沖激響應(yīng)濾波器IIR算法試驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)三無限沖激響應(yīng)濾波器(IIR)算法實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的原理和方法。.熟悉IIR數(shù)字濾波器特性。. 了解IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法。.實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC兼容機(jī)一臺操作系統(tǒng)為 Windows2000(或 Windows98 , WindowsXP ,以下默認(rèn)為 Windows2000)安裝 Code Composer Studio 3.1 軟件.實(shí)驗(yàn)原理.無限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的基礎(chǔ)理論。.模擬濾波器原理(巴特沃斯濾波器、切比雪夫?yàn)V波器、橢圓濾波器、貝塞爾濾波器)。.數(shù)字濾波器系數(shù)的確定方法。.根據(jù)要求設(shè)計(jì)低通IIR濾波器：要求：低通巴特沃斯濾波器在其通帶邊緣1kHz處的增益為

2、-3dB, 12kHz處的阻帶衰30dB,采樣頻率25kHz。設(shè)計(jì)：確定待求通帶邊緣頻率 fp1Hz、待求阻帶邊緣頻率fs1Hz和待求阻帶衰減-20logSsdB。 模擬邊緣頻率為：fp1=1000Hz , fs1=12000Hz阻帶邊緣衰減為：-20log 8 s=30dB用 =2兀f/fs把由Hz表示的待求邊緣頻率轉(zhuǎn)換成弧度表示的數(shù)字頻率，得到 Q p1和Q s1op1=2 兀 fp1/fs=2 兀 1000/25000=0.08 兀弧度s1=2 兀 fs1/fs=2 兀 12000/25000=0.96 ?；《扔?jì)算預(yù)扭曲模擬頻率以避免雙線性變換帶來的失真。由w=2fs tan( /2)求

3、得wp1和ws1,單位為弧度/秒。wp1=2fs tan( Q p1/2)=6316.5 弧度 /秒ws1=2fs tan( Qs1/2)=794727.2 弧度/秒由已給定的阻帶衰減-2010gss確定阻帶邊緣增益 8 s。因?yàn)?20log 8 s=30,所以 log 8 s=-30/20 , 8 s=0.03162lU虱-、T)(0.03162)-= 0714計(jì)算所需濾波器的階數(shù)：79472722 log*65因此，一階巴特沃斯濾波器就足以滿足要求。-一階模擬巴特沃斯濾波器的傳輸函數(shù)為：H(s)=wp1/(s+wp1)=6316.5/(s+6316.5)由雙線性變換定義s=2fs(z-1)

4、/(z+1)得到數(shù)字濾波器的傳輸函數(shù)為：月仁）=6316.5OJ 122(1+ z-,)5T-63二t因此，差分方程為：yn=0.7757yn-1+0.1122xn+0.1122xn-1。5.程序流程圖：四.實(shí)驗(yàn)步驟.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：-設(shè)置軟件仿真模式。-啟動CCS。.打開工程，瀏覽程序，工程目錄為C:ICETEKVC5509AeVC5509AeLab0502-IIRIIR.pjt.編譯并下載程序。.打開觀察窗口:*選擇菜單View-Graph- Time/Frequency 進(jìn)行如下圖所示設(shè)置。圖 3-5-5* 選擇菜單 View-Graph- Time/Frequency ”進(jìn)行如下設(shè)置:UJS

5、 3-5-6.清除顯示：在以上打開的窗口中單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇彈出式菜單中“Clear Display ”功能。.設(shè)置斷點(diǎn)：在程序iir.c中有注釋break point”的語句上設(shè)置軟件斷點(diǎn)。.運(yùn)行并觀察結(jié)果：選擇Debug菜單的Animate”項(xiàng)，或按Alt+F5鍵運(yùn)行程序。觀察“ IIR”窗口中時(shí)域圖形；觀察濾波效果。.退出CCS。五.實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸入波形為一個(gè)低頻率的正弦波與一個(gè)高頻的余弦波疊加而成。如圖:1,輸入波形圖二。L*典釬Tmfmr IE.區(qū)/口皿飄Ff5落 IHSr 小1凹四 H- ，|三s 2 -h * ： np Ir r - 4 % $ 4( Bsuduit aj -Onsr/luH cmfjJ 口打“：|_| ZdeQuS*LJI Lib d l Mi:： 13T r用 TCtTEK iTSM .口 工石:s d DKirji.iLai Ld ZeclI b Wy + bdlI再EFCTfcTXii 第1，)| 串 MTUU.,w*EN . 的？,Mr 小 “i.二 |金|叵）：*事君i 3JLAJ通過觀察頻域和時(shí)域圖，得知：輸入波形中的低頻波形通過了濾波器，而高頻部分則被衰減。六.問題與思考1、試微調(diào)（ 0.0001）改變程序中fU的取值，觀察步長因子 科在自適應(yīng)算法中所起的 作用。答、如圖