試驗3無限沖激響應(yīng)濾波器IIR算法試驗

1、實驗3 :無限沖激響應(yīng)濾波器(IIR瘴法實驗一、實驗?zāi)康?,熟悉IIR數(shù)字濾波器特性；2.掌握IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計過程；3,掌握IIR 數(shù)字濾波器性能測試方法。二、實驗設(shè)備.PC兼容機.WIN7操作系統(tǒng).Code Composer Studio v5三、實驗容1,掌握IIR數(shù)字濾波器的基礎(chǔ)理論；.基于MATLAB勺IIR數(shù)字濾波器參數(shù)確定方法；.采用C語言編程實現(xiàn)低通IIR濾波器；4,掌握基于CCSW波形觀察方法；觀察濾波前后的波形變化四.實驗原理分析阻帶截要求：使用低通巴特沃斯濾波器，設(shè)計通帶截止頻率fp為1kHz、增益為-3dB,止頻率fst為12kHz、衰減為30dB,采樣頻率fs為2

2、5kHz。設(shè)計：通帶截止頻率為：fp = 1000Hz, fst= 12000Hz(一)、濾波器參數(shù)計算模擬預(yù)畸變通帶截止頻率為：wp= 2fstan(2汽fp/(2f s) = 6316.5弧度/秒模擬預(yù)畸變阻帶截止頻率為： wst = 2fstan(2汽fst/(2f s) = 794727.2弧度型 由式(7.5.24 )N = 0.714 ,則：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)=w p/(s+w p)=6316.5/(s+6316.5)由雙線性變換定義 s=2f s(z-1)/(z+1)得到數(shù)字濾波器的傳輸函數(shù)為：6316.50,1122(

3、1+ Z-1)50000 + 6316.51-0.7757/因此，差分方程為：yn=0.7757yn-1+0.1122xn+0.1122xn-1。z.、基于MATLAE勺濾波器參數(shù)求解 IIR數(shù)字濾波器階次的選擇的(二)N,w c = buttord(wN,w c = cheb1ord(w N,w c = cheb2ord(w N,w c = ellipord(w 對低通濾波器， 對高通濾波器， 對帶通濾波器， 對帶阻濾波器，IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計b,a = butter(N,wc,b,a = cheby1(N,wc, b,a = cheby2(N,wc, b,a = ellip(N,wc,M

4、ATLAESi 數(shù)p,wst ,Rp,As);p,wst,Rp,As);p,wst,Rp,As);p,wst,Rp,As);必須有w) wst必須有w si wp1 w p2 w s2必須有w pi wsl ws2 Graph-Dual Time ,進行如下設(shè)置：z.Praptrty二 Proper ti esAqu.L3j tin Buff Si; 123Dcp Dta Type32 bit float!ng poinl.Index I n,cr 5 ent 1Interleaved Dat* Sown _j falseaSamplingKiiSturt Addreis AfinSltrl

5、AidrBfihllplPrspertiesAxil Diay引Hue!D*t 囊 Plat StyleLintDi splay Dftta Si ze128Grid StjrLeya GridNtiLDi rpl ty Seal Lin*tr丁工巾4鉀Umt5U” De Vil is* For Gr qJ E0 xVes 恥Far Gr臂】Dual Time參數(shù)設(shè)置*選擇菜單Tools-Graph-FFT Magnitude , 新建2個觀察窗口，分別進行如下設(shè)置:工工岫 Pr apcitiesaper lyValueFEFropti li es.31it?；鳨At Si. 126Tq Ut

6、t* Tye梵 bitpiln*&4k lacr inul10Biiltt Nt1SafE-tlTyjeFUO5-1Oil三 Ihspl * FrofCTtis AjcIi Dity士 try#l&tHiStyleLiiieFmnntjr IhwLty 際i Ki GriJ Sljlt氏 GridPi 1 ty 鼠 Li3h*4r 芹FFT IfT FreA1 釜FFT OrderTfPT Vi,&*i Dat* Prpol TneB FlatLintFrafuancUni Mx(kid 3lrl&liLpuDiEplLty Sc工 Lint hr一 FFT ?f Frame Size12&T

7、 Dtrckr7?T Windv* FunctitL c ( uiiil u.設(shè)置斷點：在有注釋break point ”的語句設(shè)置軟件斷點。使用菜單的 View-Break points，打開斷點觀察窗口，在剛才設(shè)置的斷點上右鍵 -Breadk point properties調(diào)出斷點的屬性設(shè)置界面，設(shè)置 Action 為Refresh All windows 。則程序每次運行到斷點，所有的觀察窗口值都會被刷新。其中，輸入波形：一個低 頻正弦波與一個高頻正弦波的疊加；輸出波形：經(jīng)過低通濾波后的低頻正弦波。.運行并觀察結(jié)果：F8鍵運行程序。 觀察IIR”窗口中時域圖形；觀察濾波效果。.退出CC

8、S六.實驗結(jié)果輸入波形為一個低頻率的正弦波與一個高頻的余弦波疊加而成。如圖：z.-QKiC- 8 fl/必修-|竹州F弓慎心舊訓(xùn)4 miT MuLlrh -f l -*i .士N4上通過觀察頻域和時域圖，得知：輸入波形中的低頻波形通過了濾波器，而高頻部分則被國-0“35卻口 E3 WCfiUlR -：.KXhlCL.XIhlC-2 ODD-B-.配一KA口鵬）衰減。六.問題與思考基本任務(wù)：.試微調(diào)（X.0001）改變程序中f u的取值，觀察步長因子 科在自適應(yīng)算法中所起的作.確定程序中的信號頻率，試選用設(shè)計不同的信號、噪聲組合，基于MATLA殷計不同的類型的濾波器，并基于 CC畋現(xiàn)，并觀察實驗

9、的結(jié)果。.分析實驗程序，細化算法流程圖。.結(jié)合CCSW使用，分析實驗結(jié)果提高任務(wù)：.嘗試使用信號源生成組合信號，經(jīng)過A/D采樣后，送IIR濾波器實現(xiàn)。z.源代碼:#include math.h #define IIRNUMBER 2#define SIGNAL1F 1000#define SIGNAL2F 4500#define SAMPLEF 10000/*典性的濾波器階數(shù)*/*正弦信號頻率，代碼中沒有使用*/*正弦信號頻率，代碼中沒有使用*/*采樣頻率，代碼中沒有使用*/#define PI 3.1415926floatInputWave ();floatIIR ();/*輸入給IIR濾波

10、器的信號，每次輸出一個點*/*IIR 濾波，每次輸出一個點*/*濾波器的設(shè)計采用了案例的結(jié)果，應(yīng)該重新設(shè)計floatfBnIIRNUMBER=0.0,0.7757;floatfAnIIRNUMBER=0.1122,0.1122 ;floatfXnIIRNUMBER=0.0 ;floatfYnIIRNUMBER=0.0 ;float fInput,fOutput;floatfSignal1,fSignal2;float fStepSignal1,fStepSignal2;floatf2PI;int i;floatfIn256,fOut256;int nIn,nOut;*/*IIR濾波器的分子多項

11、式系數(shù)，有錯 */*IIR濾波器的分母多項式系數(shù)*/*IIR濾波器的迭代初始值*/*IIR濾波器的輸出值*/*輸入點和輸出點*/*信號1、2的初始相位*/*信號1、2的相位步長*/main () nIn=0; nOut=0;f2PI=2*PI;fSignal1=0.0;fSignal2=PI*0.1;/ fStepSignal1=2*PI/30;/ fStepSignal2=2*PI*1.4;/*信號1的相位步長：f1/fs = 1/50*/*信號2的相位步長：f1/fs = 1/2.5*/fStepSignal1=2*PI/50;fStepSignal2=2*PI/2.5; while (

12、1 ) fInput=InputWave(); fInnIn=fInput;nIn+; nIn%=256; fOutput=IIR();z./*請在此句上設(shè)置軟件斷點*/fOutnOut=fOutput;nOut+;if ( nOut=256 )(nOut=0;)float InputWave () (for ( i=IIRNUMBER-1;i0;i-)(fXni=fXni-1;fYni=fYni-1;)fXn0= sin (fSignal1)+ cos (fSignal2)/6.0;fYn0=0.0;fSignal1-=f2PI;fSignal2-=f2PI;fSignal1+=fStepSignal1; if ( fSignal1=f2PI ) fSignal2+=fStepSignal2;