2024年DSP实验报告书.docVIP

DSP试验汇报

软件试验

１無限冲激响应滤波器(IIR)算法

壹．试验目的

1．掌握设计IIR数字滤波器的原理和措施。

2．熟悉IIR数字滤波器特性。

3．理解IIR数字滤波器的设计措施。

二．试验设备

PC兼容机壹台，操作系统為Windows(或Windows98，WindowsXP，如下默认為Windows)，安装CodeComposerStudio2.21软件。

三．试验原理

1．無限冲激响应数字滤波器的基础理论。

2．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）。

3．数字滤波器系数确实定措施。

4．根据规定设计低通IIR滤波器：

规定：低通巴特沃斯滤波器在其通带边缘1kHz处的增益為-3dB，12kHz处的阻带衰減為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和待求阻带衰減-20logδsdB。

模拟边缘频率為：fp1=1000Hz，fs1=1Hz

阻带边缘衰減為：-20logδs=30dB

-用Ω=2πf/fs把由Hz表达的待求边缘频率转换成弧度表达的数字频率，得到Ωp1和Ωs1。

Ωp1=2πfp1/fs=2π1000/25000=0.08π弧度

Ωs1=2πfs1/fs=2π1/25000=0.96π弧度

-计算预扭曲模拟频率以防止双线性变换带来的失真。

由w=2fstan(Ω/2)求得wp1和ws1，單位為弧度/秒。

wp1=2fstan(Ωp1/2)=6316.5弧度/秒

ws1=2fstan(Ωs1/2)=794727.2弧度/秒

-由已給定的阻带衰減-20logδs确定阻带边缘增益δs。

由于-20logδs=30，因此logδs=-30/20，δs=0.03162

-计算所需滤波器的阶数：

因此，壹阶巴特沃斯滤波器就足以满足规定。

-壹阶模拟巴特沃斯滤波器的传播函数為：H(s)=wp1/(s+wp1)=6316.5/(s+6316.5)

由双线性变换定义s=2fs(z-1)/(z+1)得到数字滤波器的传播函数為：

因此，差分方程為：y[n]=0.7757y[n-1]+0.1122x[n]+0.1122x[n-1]。

５．程序流程图：

四．试验环节

1．试验准备：

-设置软件仿真模式

-启動CCS

2．打動工程，浏览程序，工程目录為

C:\ICETEK\VC5416AES61\VC5416AES61\Lab0502-IIR\IIR.pjt。

3．编译并下载程序。

4．打開观测窗口：

*选择菜單View-Graph-Time/Frequency…進行如下图所示设置。

*选择菜單View-Graph-Time/Frequency…，進行如下设置：

5．清除显示：在以上打開的窗口中單击鼠標右键，选择弹出式菜單中“CleAeDisplay”功能。

6．设置断點：在程序iir.c中有注释“breakpoint”的語句上设置软件断點。

7．运行并观测成果：

⑴选择“Debug”菜單的“Animate”项，或按F12键运行程序。

⑵观测“IIR”窗口中時域图形；观测滤波效果。

8．退出CCS

五．试验成果

输入波形為壹种低频率的正弦波与壹种高频的余弦波叠加而成。如图：

通過观测频域和時域图，得知：输入波形中的低频波形通過了滤波器，而高频部分则被衰減。

试验代码：

#includemath.h

#defineIIRNUMBER2

#defineSIGNAL1F1000

#defineSIGNAL2F4500

#defineSAMPLEF10000

#definePI3.1415926

floatInputWave();

floatIIR();

floatfBn[IIRNUMBER]={0.0,0.7757};

floatfAn[IIRNUMBER]={0.1122,0.1122};

floatfXn[IIRNUMBER]={0.0};

floatfYn[IIRNUMBER]={0.0};

floatfInput,fOutput;

floatfSignal1,fSignal2;

floatfStepSignal1,fStepSignal2;

floatf2PI;

inti;

floatfIn[256],fOut[256];

intnIn,nOut;

m