试验3无限冲激响应滤波器IIR算法试验

1、实验3 :无限冲激响应滤波器(IIR瘴法实验一、实验目的1,熟悉IIR数字滤波器特性；2.掌握IIR数字滤波器的设计过程；3,掌握IIR 数字滤波器性能测试方法。二、实验设备.PC兼容机.WIN7操作系统.Code Composer Studio v5三、实验容1,掌握IIR数字滤波器的基础理论；.基于MATLAB勺IIR数字滤波器参数确定方法；.采用C语言编程实现低通IIR滤波器；4,掌握基于CCSW波形观察方法；观察滤波前后的波形变化四.实验原理分析阻带截要求：使用低通巴特沃斯滤波器，设计通带截止频率fp为1kHz、增益为-3dB,止频率fst为12kHz、衰减为30dB,采样频率fs为2

2、5kHz。设计：通带截止频率为：fp = 1000Hz, fst= 12000Hz(一)、滤波器参数计算模拟预畸变通带截止频率为：wp= 2fstan(2汽fp/(2f s) = 6316.5弧度/秒模拟预畸变阻带截止频率为： wst = 2fstan(2汽fst/(2f s) = 794727.2弧度型 由式(7.5.24 )N = 0.714 ,则：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)=w p/(s+w p)=6316.5/(s+6316.5)由双线性变换定义 s=2f s(z-1)/(z+1)得到数字滤波器的传输函数为：6316.50,1122(

3、1+ Z-1)50000 + 6316.51-0.7757/因此，差分方程为：yn=0.7757yn-1+0.1122xn+0.1122xn-1。z.、基于MATLAE勺滤波器参数求解 IIR数字滤波器阶次的选择的(二)N,w c = buttord(wN,w c = cheb1ord(w N,w c = cheb2ord(w N,w c = ellipord(w 对低通滤波器， 对高通滤波器， 对带通滤波器， 对带阻滤波器，IIR数字滤波器的设计b,a = butter(N,wc,b,a = cheby1(N,wc, b,a = cheby2(N,wc, b,a = ellip(N,wc,M

4、ATLAESi 数p,wst ,Rp,As);p,wst,Rp,As);p,wst,Rp,As);p,wst,Rp,As);必须有w) wst必须有w si wp1 w p2 w s2必须有w pi wsl ws2 Graph-Dual Time ,进行如下设置：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钾Umt5U” De Vil is* For Gr qJ E0 xVes 耻Far Gr臂】Dual Time参数设置*选择菜单Tools-Graph-FFT Magnitude , 新建2个观察窗口，分别进行如下设置:工工岫 Pr apcitiesaper lyValueFEFropti li es.31it。圾EAt Si. 126Tq Ut

6、t* Tye梵 bitpiln*&4k lacr inul10Biiltt Nt1SafE-tlTyjeFUO5-1Oil三 Ihspl * FrofCTtis AjcIi Dity士 try#l&tHiStyleLiiieFmnntjr IhwLty 际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.设置断点：在有注释break point ”的语句设置软件断点。使用菜单的 View-Break points，打开断点观察窗口，在刚才设置的断点上右键 -Breadk point properties调出断点的属性设置界面，设置 Action 为Refresh All windows 。则程序每次运行到断点，所有的观察窗口值都会被刷新。其中，输入波形：一个低 频正弦波与一个高频正弦波的叠加；输出波形：经过低通滤波后的低频正弦波。.运行并观察结果：F8键运行程序。 观察IIR”窗口中时域图形；观察滤波效果。.退出CC

8、S六.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：z.-QKiC- 8 fl/必修-|竹州F弓慎心旧训4 miT MuLlrh -f l -*i .士N4上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，而高频部分则被国-0“35却口 E3 WCfiUlR -：.KXhlCL.XIhlC-2 ODD-B-.配一KA口鹏）衰减。六.问题与思考基本任务：.试微调（X.0001）改变程序中f u的取值，观察步长因子 科在自适应算法中所起的作.确定程序中的信号频率，试选用设计不同的信号、噪声组合，基于MATLA殷计不同的类型的滤波器，并基于 CC畋现，并观察实验

9、的结果。.分析实验程序，细化算法流程图。.结合CCSW使用，分析实验结果提高任务：.尝试使用信号源生成组合信号，经过A/D采样后，送IIR滤波器实现。z.源代码:#include math.h #define IIRNUMBER 2#define SIGNAL1F 1000#define SIGNAL2F 4500#define SAMPLEF 10000/*典性的滤波器阶数*/*正弦信号频率，代码中没有使用*/*正弦信号频率，代码中没有使用*/*采样频率，代码中没有使用*/#define PI 3.1415926floatInputWave ();floatIIR ();/*输入给IIR滤波

10、器的信号，每次输出一个点*/*IIR 滤波，每次输出一个点*/*滤波器的设计采用了案例的结果，应该重新设计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滤波器的分子多项

11、式系数，有错 */*IIR滤波器的分母多项式系数*/*IIR滤波器的迭代初始值*/*IIR滤波器的输出值*/*输入点和输出点*/*信号1、2的初始相位*/*信号1、2的相位步长*/main () nIn=0; nOut=0;f2PI=2*PI;fSignal1=0.0;fSignal2=PI*0.1;/ fStepSignal1=2*PI/30;/ fStepSignal2=2*PI*1.4;/*信号1的相位步长：f1/fs = 1/50*/*信号2的相位步长：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./*请在此句上设置软件断点*/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;