基于dsp的iir設(shè)計(jì)(c語言編程)(編輯修改稿)
2025-07-15 14:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 變換就不會(huì)出現(xiàn)由于高頻部分超過折疊頻率而混淆到低頻部分去的現(xiàn)象，從而消除了頻率混疊現(xiàn)象。圖 雙線性變換法的頻率變換關(guān)系但是雙線性變換的這個(gè)特點(diǎn)是靠頻率的嚴(yán)重非線性關(guān)系而得到的。由于這種頻率之間的非線性變換關(guān)系，就產(chǎn)生了新的問題。首先，一個(gè)線性相位的模擬濾波器經(jīng)雙線性變換后得到非線性相位的數(shù)字濾波器，不再保持原有的線性相位了；其次，這種非線性關(guān)系要求模擬濾波器的幅頻響應(yīng)必須是分段常數(shù)型的，即某一頻率段的幅頻響應(yīng)近似等于某一常數(shù)（這正是一般典型的低通、高通、帶通、帶阻型濾波器的響應(yīng)特性），不然變換所產(chǎn)生的數(shù)字濾波器幅頻響應(yīng)相對(duì)于原模擬濾波器的幅頻響應(yīng)會(huì)有畸變，如圖所示。圖 雙線性變換法幅度和相位特性的非線性映射對(duì)于分段常數(shù)的濾波器，雙線性變換后，仍得到幅頻特性為分段常數(shù)的濾波器，但是各個(gè)分段邊緣的臨界頻率點(diǎn)產(chǎn)生了畸變，這種頻率的畸變，可以通過頻率的預(yù)畸來加以校正。也就是將臨界模擬頻率事先加以畸變，然后經(jīng)變換后正好映射到所需要的數(shù)字頻率上。三、IIR濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn)MATLAB輔助DSP 實(shí)現(xiàn)IIR ,其總體過程為在DSP中編寫處理程序，在MATLAB中利用濾波器設(shè)計(jì)、分析工具( FDATOOL) ,根據(jù)指定的濾波器性能快速設(shè)計(jì)一個(gè)FIR ,再把濾波器系數(shù)以頭文件形式導(dǎo)入CCS 中,頭文件中MATLAB 輔助DSP 實(shí)現(xiàn)IIR 數(shù)字濾波器含濾波器階數(shù)和系數(shù)數(shù)組,在MATLAB中調(diào)試、運(yùn)行DSP 程序并顯示、分析處理后的數(shù)據(jù)。使用該方法,便于采用匯編語言來實(shí)現(xiàn)程序。頭文件名不變,當(dāng)MATLAB中設(shè)計(jì)的濾波器系數(shù)改變時(shí),相應(yīng)頭文件中系數(shù)也改變,方便程序調(diào)試、仿真。（1）輸入信號(hào)的產(chǎn)生首先利用Matlab產(chǎn)生導(dǎo)入CCS的dat文件，具體實(shí)現(xiàn)如下代碼所示sl=1000。 %有效信號(hào)ns1=4500。 %高頻噪聲fs=10000。 %采樣頻率N=1000。T=1/fs。n=0:N。signal=sin(2*pi*sl*n*T)。noise=*sin(2*pi*ns1*n*T)。x=(signal+noise)。%待濾波信號(hào)figure(1)plot(x)figure(2)y=abs(fft(x))。%待濾波頻譜df=n*(fs/N)。plot(df,y)figure(3)plot(signal)figure(4)ysignal=abs(fft(signal))。%濾波后頻譜df=n*(fs/N)。plot(df,ysignal)%濾波數(shù)據(jù)導(dǎo)出xout=x/max(x)。 %歸一化xto_css=round(32767*xout)。%數(shù)據(jù)取整xoutcss=xto_css。fid=fopen(39。39。,39。w39。)。 %打開文件fprintf(fid,39。1651 1 0 0 0\n39。)。%輸出文件頭fprintf(fid,39。%d\n39。,xoutcss)。 %輸出fclose(fid)。產(chǎn)生的時(shí)域波形如圖所示：圖 輸入信號(hào)波形頻譜如圖所示：圖 輸入頻譜經(jīng)過濾波器后的預(yù)期時(shí)域波形如圖：圖 輸出時(shí)域波形頻譜如圖所示圖 輸出頻譜（2） 濾波器的設(shè)計(jì)MATLAB集成了一套功能強(qiáng)大的濾波器設(shè)計(jì)工具FDATool（Filter Design amp。 Analysis Tool），可以完成多種濾波器的設(shè)計(jì)、分析和性能評(píng)估。 Design amp。 Analysis Tool單擊MATLAB主窗口下方的“Start”按鈕，選擇菜單“ToolBox” →“Filter Design” →“Filter Design amp。 Analysis Tool（FDATool）”命令，打開FDATool，如圖所示。圖 fadatool的啟動(dòng) 階數(shù)為2階，這里應(yīng)填1，比階數(shù)少1。IIR類型選擇切比雪夫型I型（chebyshev）采樣頻率為10000Hz，通帶截止頻率為1000Hz。圖 濾波器的幅頻特性圖 濾波器的相位特性圖 濾波器系數(shù)圖 頭文件的產(chǎn)生最后將產(chǎn)生的頭文件中的濾波器系數(shù)數(shù)組放入編寫好的濾波器函數(shù)中，并在進(jìn)行CCS中進(jìn)行調(diào)試與測(cè)試。 FIR濾波器的Simulink仿真通過Matlab的 FDATOOL設(shè)計(jì)濾波器后，為了確認(rèn)該濾波
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