基于dsp的fir和iir滤波器设计

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1、实习题目FIR和IIR滤波器设计班级：信息08-1姓名：学号：04号指导教师：实验日期：2011.12.5-2011.12.9目录一、实习目的2二、实习要求2三、滤波器的实现2(一)、有限冲激响应滤波器(FIR)的实现2(二)、无限冲激响应滤波器（IIR）的实现5五、程序代码及运行结果8(一)、FIR滤波器程序代码81、FIR低通滤波器实现82、FIR高通滤波器实现103、FIR带通滤波器实现134、FIR带阻滤波器实现16(二)、IIR滤波器程序代码191、IIR低通滤波器实现192、IIR高通滤波器实现203、IIR带通滤波器实现224、IIR带阻滤波器实现23六、实习总

2、结25七、实习心得26七、参考文献27FIR和IIR滤波器设计一、实习目的1、掌握数字滤波器的设计过程；2、了解FIR和IIR的原理和特性；3、熟悉设计FIR和IIR数字滤波器的原理和方法。二、实习要求1、通过MATLSB设计确定FIR和IIR滤波器系数；2、DSP初始化。3、A/D采样；4、FIR和IIR运算，观察滤波器前后的波形变化；5、对带有噪声的不同输入信号进行FIR和IIR滤波，观察滤掉后噪声后的波形；6、熟练使用CCS对程序进行调试。三、滤波器的实现(一)、有限冲激响应滤波器(FIR)的实现1、FIR滤波器的基本结构数字滤波是将输入的信号序列，按规定的算法进行处理

3、，从而得到所期望的输出序列。一个线性位移不变系统的输出序列y(n)和输入序列x(n)之间的关系，应满足常系数线性差分方程：其中x(n)为输入序列，y(n)为输出序列，ai、bi为滤波器系数N为滤波器的阶数。当上式所有的ai均为0，则得FIR滤波器的差分方程：对式进行z变换，可得FIR滤波器的传递函数：FIR滤波器的结构图如图1所示。图1FIR滤波器的结构2、有限冲激响应滤波器的MATLAB设计FIR滤波器系数的产生可以通过MATLAB得到。MATLAB是MathWorks公司用于数值计算和信号处理的数学计算工具包，可以方便直观地进行分析、计算和系统仿真。FIR滤波器设计有两种

4、实现方法：方法1:直接通过MATLAB的滤波器设计函数，其语法如下：b=fir1(n，Wn)b=fir1(n，Wn，‘ftype’)b=fir1(n，Wn，Window)b=fir1(n，Wn，‘ftype’，Window)其中n为滤波器的阶数，Wn为滤波器的截止频率，ftype用来决定滤波器的类型，当ftype=high时，可设计高通滤波器；当ftype=stop时，可设计带阻滤波器。Window用来指定滤波器采用的窗函数类型，其默认值为汉明（Hamming）窗。方法2:采用滤波器设计工具箱来设计滤波器的参数，可以方便地得到所需滤波器。该方法按照如下步骤来实现：(1)打开M

5、ATLAB滤波器设计工具箱中的滤波器设计与分析工具（FDATool）。(2)在滤波器设计页面中设置滤波器参数：滤波器类型选择带通；设计方法选择FIR（有限冲激响应滤波器）、窗函数法设计；滤波器阶数选择最小阶数，窗类型采用Kaiser窗；频率选择归一化频率，阻带1设为0.15，通带1设为0.2，通带2设为0.5，阻带2设为0.55；幅度单位选分贝，阻带1设为20dB，通带设为1dB，阻带2设为20dB。(3)单击设计滤波器按钮，在右上窗口可以看到所设计滤波器的幅频、相频等各种图形。(4)在File菜单，选择“Export”子菜单出现Export窗口，选择输出到Text-file

6、，单击“OK”按钮即可将参数输出到指定文件中。本次实习选用方法1来求FIR滤波器的系数。3、FIR滤波器DSP实现FIR滤波器的输出表达式：y(n)=b0x(n)+b1x(n-1)+…+bn-1x(n-N+1)其中bi为滤波器系数，x(n)为滤波器在n时刻的输入，y(n)为n时刻的输出。其基本算法:采用乘法累加运算。即不断地输入样本x(n)，经过z-1延时后,再进行乘法-累加，最后输出滤波结果y(n)。FIR滤波器的DSP实现有三种方法：方法一：独立编写汇编语言。方法二：独立编写C语言。方法三：调用DSPLIB库函数。其调用形式有：ushortoflag=fir(DATA*x

7、,DATA*h,DATA*r,DATA*dbuffer,ushortnx,ushortnh)其中x[nx]为输入向量，其个数为nx，h[nh]为滤波器的系数，其阶数为nh，r[nx]为输出向量，个数为nx，dbuffer[nh+2]是延时缓冲区，其长度为nh=nh+2。ushortoflag=fir2(DATA*x,DATA*h,DATA*r,DATA*dbuffer,ushortnx,ushortnh)4、FIR滤波器程序流程图图2FIR滤波器程序流程图(二)、无限冲激响应滤波器（IIR）的实现1、I