通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器

實(shí)驗(yàn)一通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.了解IIR濾波器結(jié)構(gòu)的DSP實(shí)現(xiàn)方法;2.熟悉用數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)濾波的全過程，及各個(gè)組成部分的功能和電路原理;3.了解50階IIR濾波器的頻率特性及實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理：數(shù)字濾波器的功能是將一組輸入數(shù)字序列(信號(hào))進(jìn)行處理（通過一定的運(yùn)算）后轉(zhuǎn)變成另一組數(shù)字序列(信號(hào))輸出。其輸入,輸出均為數(shù)字序列(信號(hào))。1通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器共11頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!

IIR濾波器為無限長單位脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器,其傳遞函數(shù)為以下形式:

本實(shí)驗(yàn)中我們實(shí)現(xiàn)一個(gè)50階的IIR濾波器,其低通、高通、帶通的頻響特性分別如下所示:保護(hù)濾波器A/DIIR濾波器輸入輸出D/A圖1-1數(shù)字濾波對(duì)模擬信號(hào)濾波原理圖

若要用數(shù)字濾波器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行濾波則必須配接相應(yīng)的A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換器,保護(hù)﹑恢復(fù)濾波器，其框圖如圖1-1所示:2通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器共11頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!圖1-2IIR低通濾波器頻率特性示意圖低通濾波器的頻率特性如圖1-2所示:3通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器共11頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!圖1-3

IIR高通濾波器頻率特性示意圖高通濾波器的頻率特性如圖1-3所示:4通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器共11頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!圖1-5數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)框圖實(shí)驗(yàn)中數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)選用級(jí)聯(lián)型,其結(jié)構(gòu)圖如圖1-5所示:5通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器共11頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!三、實(shí)驗(yàn)儀器﹑儀表:穩(wěn)壓電源一臺(tái),雙蹤示波器一臺(tái),函數(shù)發(fā)生器一臺(tái),實(shí)驗(yàn)板一塊。四、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求:

認(rèn)真復(fù)習(xí)采樣定理﹑IIR濾波器的結(jié)構(gòu)以及A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換器等有關(guān)內(nèi)容,閱讀TMS320F2812的有關(guān)知識(shí)及實(shí)驗(yàn)原理﹑實(shí)驗(yàn)所用其它器件的性能和使用方法。五、實(shí)驗(yàn)原理圖:實(shí)驗(yàn)板信號(hào)源示波器Input1GndOut3Gnd圖1-7實(shí)驗(yàn)原理圖6通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器共11頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!6、高通數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)束后，按6返回，選擇2(fs=27.9KHz)，再選擇2(iir)，然后再選擇1(低通:ωn=0.3）。8、低通數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)束后，按6返回，選擇2(fs=27.9KHz)，再選擇2(iir)，然后再選擇2(高通:ωn=0.2）。7、重復(fù)步驟3的操作，測(cè)量不同采樣頻率下低通濾波器的頻響特性。9、重復(fù)步驟3的操作，測(cè)量不同采樣頻率下高通濾波器的頻響特性。5、重復(fù)步驟3的操作，測(cè)量高通濾波器的頻響特性。7通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器共11頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!圖1-4IIR帶通濾波器頻率特性示意圖帶通濾波器的頻率特性如圖1-4所示:8通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器共11頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!

本實(shí)驗(yàn)中IIR數(shù)字濾波器將采用通用的DSP芯片TMS320F2812來實(shí)現(xiàn)，其原理圖如圖1-6所示：

圖1-6數(shù)字濾波器硬件原理圖

TMS320F2812為哈佛結(jié)構(gòu)的32位定點(diǎn)DSP。使用的A/D轉(zhuǎn)換器是ADI公司的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器為ADI公司的AD768（16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器）。實(shí)驗(yàn)裝置包含了A/D﹑D/A單元和輸入濾波器。TMS320F2812數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器EPLDI/O接口仿真器計(jì)算機(jī)9通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器共11頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟:

1、按實(shí)驗(yàn)連接圖檢查連線是否正確,然后依次打開信號(hào)源﹑示波器﹑實(shí)驗(yàn)裝置的電源開關(guān)。2、將信號(hào)源的頻率調(diào)至50HZ,Vpp調(diào)至500mv,按試驗(yàn)箱上的提示選擇1(fs=20KHz)，再選擇2(iir),然后選擇1(低通:ωn=0.3)。3、觀察示波器上的輸出信號(hào)。將信號(hào)源的頻率從50Hz逐漸提高,觀察示波器上的輸出信號(hào)幅度的變化規(guī)律并作記錄(記錄點(diǎn)數(shù)不得少于10點(diǎn)),記下系統(tǒng)的fc。4、低通數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)束后，按6返回，重新選擇1(fs=20KHz)，再選擇2(iir)，然后再選擇2(高通:ωn=0.2）。

10通用DSP實(shí)現(xiàn)IIR濾波器共11頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告:

1.寫明實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟;

2.整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上分別畫出所測(cè)系統(tǒng)的頻響特性