实验三无限冲激响应滤波器算法实验

1、实验三无限冲激响应滤波器(IIR)算法实验实验目的掌握设计IIR数字滤波器的原理和方法。熟悉IIR数字滤波器特性。了解IIR数字滤波器的设计方法。实验设备PC兼容机一台操作系统为Windows2000(或Windows98, WindowsXP,以下默认为Windows2000)安装 C ode Composer Studio 3.1 软件实验原理无限冲激响应数字滤波器的基础理论。模拟滤波器原理(巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器)。数字滤波器系数的确定方法。根据要求设计低通IIR滤波器：要求：低通巴特沃斯滤波器在其通带边缘1kHz处的增益为-3dB, 12kHz处的阻带

2、 衰30dB，采样频率25kHz。设计：-确定待求通带边缘频率fp1Hz、待求阻带边缘频率fs1Hz和待求阻带衰减-20log5sdB。模拟边缘频率为：fp1=1000Hz, fs1=12000Hz阻带边缘衰减为：-20log 5 s=30dB-用Q=2nf/fs把由Hz表示的待求边缘频率转换成弧度表示的数字频率，得到Qp1和 Q s1。Qp1=2 n fp1/fs=2 n 1000/25000=0.08 n 弧度Q s1=2 n fs1/fs=2 n 12000/25000=0.96 n 弧度-计算预扭曲模拟频率以避免双线性变换带来的失真。由w=2fs tan(Q/2)求得wp1和ws1，单

3、位为弧度/秒。wp1=2fs tan( Q p1/2)=6316.5 弧度/秒ws1=2fs tan(Qs1/2)=794727.2 弧度/秒-由已给定的阻带衰减-20log5s确定阻带边缘增益5 s。因为-20log5s=30，所以 log5s=-30/20,5 s=0.03162-计算所需滤波器的阶数：10g(-7-l) 10g(! -1)= 0.714?；8 (0.0316刀2721og 件)2log(|?)%63165因此，一阶巴特沃斯滤波器就足以满足要求。-一阶模拟巴特沃斯滤波器的传输函数为：H(s)=wp1/(s+wp1)=6316.5/(s+6316.5)由双线性变换定义s=2f

4、s(z-1)/(z+1)得到数字滤波器的传输函数为：g)蝉50000 二+6316.5s-10.1122(1-L)1 0.7757二因此，差分方程为：yn=0.7757yn-1+0.1122xn+0.1122xn-1。程序流程图：调用波形发生f 程序产生混桦的 波政高舰衣械计#门前输击实验步骤实验准备：-设置软件仿真模式。-启动CCS。打开工程，浏览程序，工程目录为C:ICETEKVC5509AeVC5509AeLab0502-IIRIIR.pjto4.编译并下载程序。打开观察窗口：*选择菜单View-Graph-Time/Frequency.进行如下图所示设置。| n Graph Prope

5、rty DialogxjDi splay TypeSingle TimeGraph Ti tieInputStrt AddressfeflnputFa#DATAAcqiii zi ti on Buffer Size1IndIncr 自m ent1Di splay Da.ta Si ze128DSP Data Type32=bit floatiiig pointrJ:瓯：gem Help图 3-5-5* 选择菜单 View-Graph-Time/Frequency.，进行如下设置:| E Graph Property Dialog2SJBi splay TypeSin&le TimeGraph

6、Ti tieOutputStart AddressAEOutpiit*PageDATAf OK 1K L1 14 4 - IWi i . . - 1 I I J J HC 硕 e 1Kelp图 3 -5-6清除显示：在以上打开的窗口中单击鼠标右键，选择弹出式菜单中“Clear Display”功能。设置断点：在程序iir.c中有注释“break point”的语句上设置软件断点。运行并观察结果： 选择“Debug”菜单的“Animate”项，或按Alt+F5键运行程序。 观察“IIR”窗口中时域图形；观察滤波效果。退出。CS。五实验结果输入波形为一个低频率的正弦波与一个高频的余弦波叠加而成。如

7、图:1，输入波形图f Il1*e2J GL IlIvx&s|_3 TKOjQQtE白蚤 IlEfjlBvpwdini Prj LJ JEF/HIQS Cwfji -Ql 的nTgd FL145 LJ IekIus 曰 Liloriri “ 目Saur-zi由 111.C(53a -0Li Aato ScQt2!141卜.岫，nriHATDHkTnraFar Kalp, pr iti. FLLn 4% CdI T| mu I肝闯f3谜“切 Yml就，T.顿 -.HE | Tm I 邮 /CSSct Fuftiud. S .w|s)|f 珥晦: n 口4 /C&Ezz Faid i I a h 7

8、*/C Fl K&xte 森 Gm wl +! C-o-dib Cf -E：iirr Stm.dla a lllrifapbi-ii hhJ. Ih wIajJ ZjL edit&aJv=L J2ihuC Tcc-fjlir &EL QptiL A占言 Dff/JIOS lul-Tf Blip-I1JI M|占序口 |其电分u|7| a 仙压品1勘蜉牌年1谦偷巨买, %务物1 II: .:工1*1血d翳的粗嘉1占直iw%0 0 na E df1 IFid二 J GEL 虹1“&O Troj-actsg pjl 皿A.酬 口 DpMiJint Frij LJ JHI7HM5 CEji !_l 的

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