试验三无限冲激响应滤波器IIR算法试验

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 Code 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

2、-3dB, 12kHz处的阻带衰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-20logSsdB。 模拟边缘频率为：fp1=1000Hz , fs1=12000Hz阻带边缘衰减为：-20log 8 s=30dB用 =2兀f/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 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 兀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( /2)求

3、得wp1和ws1,单位为弧度/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-2010gss确定阻带边缘增益 8 s。因为-20log 8 s=30,所以 log 8 s=-30/20 , 8 s=0.03162lU虱-、T)(0.03162)-= 0714计算所需滤波器的阶数：79472722 log*65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=2fs(z-1)

4、/(z+1)得到数字滤波器的传输函数为：月仁）=6316.5OJ 122(1+ z-,)5T-63二t因此，差分方程为：yn=0.7757yn-1+0.1122xn+0.1122xn-1。5.程序流程图：四.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.pjt.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。图 3-5-5* 选择菜单 View-Graph- Time/Frequency ”进行如下设置:UJS

5、 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CCS。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。如图:1,输入波形图二。L*典钎Tmfmr IE.区/口皿飘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通过观察频域和时域图，得知：输入波形中的低频波形通过了滤波器，而高频部分则被衰减。六.问题与思考1、试微调（ 0.0001）改变程序中fU的取值，观察步长因子 科在自适应算法中所起的 作用。答、如图