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1、13041069雷霁雯通信与信息系统实验三FIR滤波器的DSP实验报告一、实验目的1.了解MATLAB的FIR滤波器设计方法与编程;2.掌握FIR滤波器算法基本原理和C语言的编程方法;二、实验内容FIR滤波器设计流程为,根据给出的滤波器设计(通带带宽、阻带衰减、相位要求)要求,在Matlab环境下仿真得到滤波器系数,得到了滤波器系数后在CCS下编程设计DSP的FIR滤波器。1.使用Matlab中的FDAtool设计FIR滤波器设计实现fir低通滤波器,阶数为20,采样频率fs=8000Hz,截止频率fc=1500Hz,窗口设置为汉明窗Ha
2、mming。经过的信号频率是1000HZ和2000HZ的混叠波。2.参阅FIR基本理论及C语言编程方法,研读、分析实验指导书中的代码;3.双击,启动CCS的配置程序选项,选择“C5502Simulator”;4.启动CCS,打开实验工程文件,再编译并装载程序;5.仿真波形A.输入信号波形B.输入信号频C输出信号波形13041069雷霁雯通信与信息系统D输出信号频谱从输入信号和输出信号的频谱对比中可以看出,输出信号有1KHZ和2KHZ的混叠信号。经过FIR低通录波器后,滤掉了2KHZ的频谱。只剩下1KHZ的频谱。4.修改代码:滤波器设计要求
3、:线性相位低通滤波器,模拟信号通带为0~1kHz,阻带衰减在5kHz处为-60dB。采样率为20kHz。采用凯塞窗口设计此低通滤波器,设计过程如下:通带边界频率为1KHZ,阻带边界频率是5KHZ有60dB的衰减,可得:过渡带,A=60dB设计凯塞窗口的长度N和参数分别为:使用MATLAB设计此滤波器,过程如下:1)在Matlab的Start菜单中选择Toolboxes->FilterDesign->FilterDesign&AnalysisTools(fdatool),或者在命令行中输入fdatool来启动滤波器设计分析器。1304106
4、9雷霁雯通信与信息系统2)选择设计fir低通滤波器,阶数为29,采样频率fs=20000Hz,截止频率fc=3000Hz,窗口设置为凯塞窗口,凯塞窗口参数为5.65326(2)用SPtool验证所设计滤波器的功能在FDATool里设计了一个FIR低通滤波器后,用SPTool来分析所设计的滤波器.1)在MATLAB环境下产生一个混叠波信号,在MATLAB命令窗口输入:Fs=20000;t=(0:200)/Fs;s=sin(2*pi*t*1000)+sin(2*pi*t*5000);subplot(1,1,1);plot(t,s);axis(
5、[00.005-22]);grid产生了1000Hz和5000Hz的混叠波,并且变量Fs、t、s将显示在workspace列表中。2)在FDATool的界面里选择File→Exportto→SPTool,然后在将导入SPTool的滤波器命名为filter点击Apply,这样,设计的滤波器就导入了SPTool中。3)在弹出的SPTool主界面里点击菜单File→Import将信号s导入,采样频率Fs导入。13041069雷霁雯通信与信息系统4)产生输入输出频谱后,得到5)可以观察到输入信号的波形和频谱为6)可以观察到输出信号的波形和频谱为1
6、3041069雷霁雯通信与信息系统可以看到,5000HZ频率的信号已被滤波器滤掉。7)将此滤波器的参数输出到C语言头文件中,修改CCS中fir滤波器的代码为Floatfir[30]={0.0004001965019842,0.0001796782579809,-0.001610915830384,-0.003928668671765,-0.002911158381528,0.004441058624642,0.01416335142997,0.01444447680484,-0.004466774967774,-0.03524603325
7、736,-0.04900562431329,-0.01223772579527,0.0834377913716,0.2040327190773,0.2883076291491,0.2883076291491,0.2040327190773,0.0834377913716,-0.01223772579527,-0.04900562431329,-0.03524603325736,-0.004466774967774,0.01444447680484,0.01416335142997,0.004441058624642,-0.00291115
8、8381528,-0.003928668671765,-0.001610915830384,0.0001796782579809,0.0004001965019842};8)得到输入波形与频谱