基于matlab的fir和iir濾波器_課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書-文庫(kù)吧資料
2024-09-04 15:23本頁(yè)面
【正文】 s/Fs*2。 T=1/Fs。 Rp=。 fs=8000。雙線性變換法的映射關(guān)系式是： 1111????? zzcs 本實(shí)驗(yàn)采用的是巴特沃思型濾波器。映射方法主要有沖激響應(yīng)不變法、階躍響應(yīng)不變法和雙線性變換法。這種方法很簡(jiǎn)便，因?yàn)槟M 濾波器有多種設(shè)計(jì)方法，如巴特沃思型濾波器、切比雪夫型濾波器、橢圓函數(shù)型濾波器等，并且已經(jīng)具有很多簡(jiǎn)單而又現(xiàn)成的設(shè)計(jì)公式。 圖 10 方波信號(hào)濾波后的幅頻、相頻特性 圖 310 正弦疊加信號(hào)波形及濾波后波形圖 圖 312 正弦疊加信號(hào)濾波后的相頻特性圖 圖 311 正弦疊加信號(hào)的相頻特性圖 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 4 IIR 濾波器設(shè)計(jì) IIR 濾波器的 Matlab 設(shè)計(jì) 數(shù)字濾波器的輸入 x[k]和輸出 y[k]之間的關(guān)系可以用如下常系數(shù)線性差分方程及其 z 變換描述： ][][][ 0 1 ikybikxaky Ni Mi ii ???? ? ?? ? 系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)為： ????????? NkkkMkkkzazbzXzYzH011)()()( 設(shè)計(jì)一個(gè) IIR 濾波器就是要根據(jù)所給定的指標(biāo)確定上式中的分子和分母系數(shù)。這說(shuō)明濾波器起到了較好的濾波效果，符合設(shè)計(jì)要求。卷積算法 STM 16,BK RPTZ A,15 MAC *AR4+0%,*AR5+0%,A 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 STH A,*AR2+ TABLE: MVDD *AR3+,*AR4+0% .end 鏈接配置文件 o m MEMORY { PAGE 0: EPROM: =0E000H len=1000H VECS : =0FF80H len=0080H PAGE 1: SARAM: =0060H len=0040H DARAM: =0101H len=1480H } SECTIONS { .text : EPROM PAGE 0 .vectors : VECS PAGE 0 .data : EPROM PAGE 0 .bss : SARAM PAGE 1 Hn : align(128){} DARAM PAGE 1 BUF : align(128){} DARAM PAGE 1 Xn : DARAM PAGE 1 Yn : DARAM PAGE 1 } 中斷向量表文件 .title .ref _c_int00 .sect .vectors B _c_int00 .end CCS 波形仿真圖 CCS 中方波信號(hào)和濾波后波形如圖 37 所示： 圖 37 方波波形及濾波后波形圖 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 CCS 中方波信號(hào)的 相頻特性如圖 38 所示： CCS 中方波信號(hào)濾波后的 相頻特性如圖 39 所示： 由于方波是由許多個(gè)正弦波疊 加而得到的，所以經(jīng)過 fir 低通濾波器后，留下的是低頻正弦波。 STM (BUF+15),AR4 STM 1,AR0 LD BUF,DP MVDD *AR3+,*AR4 。AR3 指向輸入 STM Yn,AR2 。AR5 指向沖激響應(yīng) RPT 15 MVPD TABLE,*AR5+ STM BUF,AR4 。 %輸出 fclose(fid)。%d\n39。)。 %打開文件 fprintf(fid,39。w39。39。 xout=y3/max(y3)。 y3=y1+y2。 y1=sin(1*x*2*pi+pi/6)。,x1t0_ccs)。 fprintf(fid,39。1651 1 0210 0 c8\n39。)。,39。 fid=fopen(39。 xlout=x1/max(x1)。 plot(x1)。 其中生成方波的 *.dat 文件程序如下 x=0:2*pi/1024:2*pi。程序編寫完成后，加載 Matlab 中生成的 *.dat 文件，就可以得到濾波之后的圖像。 輸出正弦疊加信號(hào)的波形 如圖 35 所示 上圖由上向下，第一個(gè)圖是低頻正弦波，第二個(gè)圖是高頻正弦波，第三個(gè)圖是低頻與高頻的疊加，最后一個(gè)是疊加后的正弦波經(jīng)低通濾波器后出現(xiàn)的波形，基本與低頻正弦信號(hào)相同。 subplot(4,1,4)。 subplot(4,1,3)。 subplot(4,1,2)。 subplot(4,1,1)。 y3=y1+y2。 y1=sin(1*x*2*pi+pi/6)。 輸出方波如 34 所示 由圖可知，經(jīng)低通濾波后方波信號(hào)變?yōu)榈确宸逯禐楹椭芷诘恼倚盘?hào)。 axis([0 50*pi 3 3])。 圖 31 濾波器的幅頻 特性圖 圖 32 濾波器的相頻特 性圖 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 subplot(2,1,2)。 axis([0 50*pi 3 3])。 subplot(2,1,1)。 x1=2*square(1*pi*10*x)。 將 1000 個(gè)點(diǎn)的復(fù)頻響應(yīng)值均勻分布在 02π 上，便得到所設(shè)計(jì)的 FIR 低通濾波器的幅值特性如上圖。 FIR 濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì) FIR 濾波器的參數(shù)用 Matlab 來(lái)設(shè)計(jì)，其程序?yàn)椋? N=15。 (2) 當(dāng)每次輸入新樣本時(shí)以新的樣本改寫滑窗中最老的樣本，而滑窗其他的數(shù)據(jù)不需要移動(dòng)。本次課設(shè)用的是循環(huán)尋址，下面主要介紹一下循環(huán)尋址的方法。線性緩沖區(qū)的存儲(chǔ)器延時(shí)可以由具有數(shù)據(jù)移動(dòng)的 DMOV 指令來(lái)實(shí)現(xiàn)，它需要將緩沖區(qū)置于內(nèi)部 DARAM 塊中；對(duì)于循環(huán)緩沖區(qū)，每 當(dāng)輸入新樣本時(shí)，以新樣本改寫區(qū)中最老的樣本，而緩沖區(qū)中的其他樣本不需要其他樣本移動(dòng)。這在 DSP 中可以用兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)該緩沖區(qū)。 要求采用匯編語(yǔ)言針對(duì) DSP 芯片設(shè)計(jì)低通濾波器： 1 給出低通濾波器技術(shù)指標(biāo)，在 Matlab 里先設(shè)計(jì)符合要求的低通濾波器，并得到濾波器參數(shù)，并得到該濾波器的幅頻特性和相頻特性； 2 FIR 低通濾波器設(shè)計(jì)，給出設(shè)計(jì)流程圖，在 CCS 軟件環(huán)境下編寫程序； 3 分別用方波和正弦波驗(yàn)證 FIR 低通濾波器的設(shè)計(jì)； 4 IIR 低通濾波器設(shè)計(jì)，給出程序流程圖，在 CCS 軟件環(huán)境下編寫程序； 5 分別用方波和正弦波驗(yàn)證 IIR 低通濾波器的設(shè)計(jì)； 6 與 Matlab 中設(shè)計(jì)的濾波器，進(jìn)行對(duì)比研究。 2 設(shè)計(jì)要求 本次課設(shè)，主要針對(duì) DSP 芯片進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，要求采用會(huì)變語(yǔ)言編寫程序。 (11) 目標(biāo) DSP 上的幫助： DSP 結(jié)構(gòu)和寄存器上的在線幫助可以使用戶不必查看技術(shù)手冊(cè)。結(jié)構(gòu)、數(shù)組、指針都能很簡(jiǎn)單地遞歸擴(kuò)展和減少，以便進(jìn)入復(fù)雜結(jié)構(gòu)。且允許用戶將應(yīng)用程序集成到 CCS5000。 (7) 圖形分析： CCS5000 的圖形分析能力在其環(huán)境中是集成的。 (6) 文件探針在算法處通過文件提取或加入信號(hào)或數(shù)據(jù)： CCS5000 允許用戶從 PC 機(jī)讀或?qū)懶盘?hào)流。對(duì)于頻域圖， FFT 在主機(jī)內(nèi)執(zhí)行，這樣就可以觀察所感興趣的部分而無(wú)須改變它的 DSP 代碼。 PDM 允許將命令傳播給所有的或所選擇的處理器。
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