实验-3-无限冲激响应滤波器(IIR)算法实验.docx

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1、实验3：无限冲激响应滤波器(IIR)算法实验一、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1.PC兼容机2.WIN7操作系统3.CodeComposerStudiov5三、实验内容1.掌握IIR数字滤波器的基础理论；2.基于MATLAB的IIR数字滤波器参数确定方法；3.采用C语言编程实现低通IIR滤波器；4.掌握基于CCS的波形观察方法；观察滤波前后的波形变化。四．实验原理分析要求：使用低通巴特沃斯滤波器，设计通带截止频

2、率fp为1kHz、增益为-3dB，阻带截止频率fst为12kHz、衰减为30dB，采样频率fs为25kHz。设计：通带截止频率为：fp=1000Hz，fst=12000Hz（一）、滤波器参数计算l模拟预畸变通带截止频率为：wp=2fstan(2πfp/(2fs))=6316.5弧度/秒l模拟预畸变阻带截止频率为：wst=2fstan(2πfst/(2fs))=794727.2弧度/秒由式（7.5.24）lN=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)=

3、wp/(s+wp)=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输函数为：因此，差分方程为：y[n]=0.7757y[n-1]+0.1122x[n]+0.1122x[n-1]。（二）、基于MATLAB的滤波器参数求解6（1）IIR数字滤波器阶次的选择的MATLAB函数[N,wc]=buttord(wp,wst,Rp,As);[N,wc]=cheb1ord(wp,wst,Rp,As);[N,wc]=cheb2ord(wp,wst,Rp,As);[N,

4、wc]=ellipord(wp,wst,Rp,As);对低通滤波器，必须有wpwst对带通滤波器，必须有ws1

5、图五．实验步骤1.打开CCS，进入CCS的操作环境。2.打开工程，浏览程序：工程目录为C:ICETEKICETEK-DM6437-ALab0402_IIR3.点击图标，CCS会自动编译、链接和下载程序。4.运行程序。可以观察收到的数据。*选择菜单Tools->Graph->DualTime，进行如下设置：6DualTime参数设置*选择菜单Tools->Graph->FFTMagnitude，新建2个观察窗口，分别进行如下设置：5.设置断点：在有注释“breakpoint”的语句设置软件断点。使用

6、菜单的View->Breakpoints，打开断点观察窗口，在刚才设置的断点上右键->Breadkpointproperties调出断点的属性设置界面，设置Action为RefreshAllwindows。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。6．运行并观察结果：⑴F8键运行程序。⑵观察“IIR”窗口中时域图形；观察滤波效果。7．退出CCS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

7、而成。如图：6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．问题与思考基本任务：1.试微调(±0.0001)改变程序中fU的取值，观察步长因子μ在自适应算法中所起的作用。2.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MATLAB设计不同的类型的滤波器，并基于CCS实现，并观察实验的结果。3.分析实验程序，细化算法流程图。4.结合CCS的使用，分析实验结果提高任务：5.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。6源代码：#in

8、clude"math.h"#defineIIRNUMBER2/*典范性的滤波器阶数*/#defineSIGNAL1F1000/*正弦信号频率，代码中没有使用*/#defineSIGNAL2F4500/*正弦信号频率，代码中没有使用*/#defineSAMPLEF10000/*采样频率，代码中没有使用*/#definePI3.1415926floatInputWave();/*输入给IIR滤波器的信号，每次输出一个点*/floatIIR();