基于dsp的iir設(shè)計(c語言編程)-在線瀏覽
2025-08-05 14:18本頁面
【正文】 面上。這樣就使S平面與Z平面建立了一一對應(yīng)的單值關(guān)系，消除了多值變換性，也就消除了頻譜混疊現(xiàn)象，映射關(guān)系如圖所示。當(dāng)Ω1由π/T經(jīng)過0變化到π/T時，Ω由∞經(jīng)過0變化到+∞，也即映射了整個jΩ軸。首先,把z=ejω，可得即S平面的虛軸映射到Z平面的單位圓。也就是說，S平面的左半平面映射到Z平面的單位圓內(nèi)，S平面的右半平面映射到Z平面的單位圓外，S平面的虛軸映射到Z平面的單位圓上。 雙線性變換法優(yōu)缺點(diǎn)雙線性變換法與脈沖響應(yīng)不變法相比，其主要的優(yōu)點(diǎn)是避免了頻率響應(yīng)的混疊現(xiàn)象。S平面整個jΩ軸單值地對應(yīng)于Z平面單位圓一周，即頻率軸是單值變換關(guān)系。由圖77看出，在零頻率附近，模擬角頻率Ω與數(shù)字頻率ω之間的變換關(guān)系接近于線性關(guān)系；但當(dāng)Ω進(jìn)一步增加時，ω增長得越來越慢，最后當(dāng)Ω→∞時，ω終止在折疊頻率ω=π處，因而雙線性變換就不會出現(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。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。圖 雙線性變換法幅度和相位特性的非線性映射對于分段常數(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。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、分析工具( FDATOOL) ,根據(jù)指定的濾波器性能快速設(shè)計一個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)。頭文件名不變,當(dāng)MATLAB中設(shè)計的濾波器系數(shù)改變時,相應(yīng)頭文件中系數(shù)也改變,方便程序調(diào)試、仿真。 %有效信號ns1=4500。 %采樣頻率N=1000。n=0:N。noise=*sin(2*pi*ns1*n*T)。%待濾波信號figure(1)plot(x)figure(2)y=abs(fft(x))。plot(df,y)figure(3)plot(signal)figure(4)ysignal=abs(fft(signal))。plot(df,ysignal)%濾波數(shù)據(jù)導(dǎo)出xout=x/max(x)。%數(shù)據(jù)取整xoutcss=xto_css。39。w39。 %打開文件fprintf(fid,39。)。%d\n39。 %輸出fclose(fid)。 Analysis Tool），可以完成多種濾波器的設(shè)計、分析和性能評估。 Analysis Tool單擊MATLAB主窗口下方的“Start”按鈕，選擇菜單“ToolBox” →“Filter Design” →“Filter Design amp。圖 fadatool的啟動 階數(shù)為2階，這里應(yīng)填1，比階數(shù)少1。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)試與測試。把兩個信號通過加法器相加后，再通過FDATOOL設(shè)計的濾波器即可。具體仿真模型建立如下：分別觀察濾波前后的時域波形圖圖 濾波前時域波形圖 濾波后時域波形五、IIR濾波器的DSP實(shí)現(xiàn)（1）標(biāo)準(zhǔn)型二階IIR濾波器的實(shí)現(xiàn)在二階IIR濾波器結(jié)構(gòu)中,標(biāo)準(zhǔn)型結(jié)構(gòu)是最常見的濾波器結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如圖所示:圖 標(biāo)準(zhǔn)型二階IIR濾波器 由其差分方程對二階IIR濾波器進(jìn)行編程，其中乘法累加運(yùn)算可采用單操作數(shù)指令或雙操作數(shù)指令,數(shù)據(jù)和系數(shù)可存放在DARAM中，如圖所示：圖 雙操作數(shù)數(shù)據(jù)存放和系數(shù)表（2）直接型二階IIR濾波器的實(shí)現(xiàn),先衰減后增益,:圖 直接型二階IIR濾波器為了實(shí)現(xiàn)直接型濾波,可在DARAM中開辟4個循環(huán)緩沖區(qū),用來存放變量和系數(shù),:圖 循環(huán)緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)（2） C語言實(shí)現(xiàn)IIR采用C語言算法在DSP平臺上實(shí)現(xiàn)了FIR低通數(shù)字濾波器，C語言算法相比于匯編算法可移植性很強(qiáng)。這種方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：(a) 程序的入口和出口由C語言自動管理，不必手工編寫匯編程序?qū)崿F(xiàn)。(c) 程序調(diào)試方便。
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