IIR滤波器设计程序Word文档格式.docx
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FNCCH（x）
log（x+sqrt（x*x-1））
FNSH1（x）
（exp（x）-exp（-x））/2
FNCH1（x）
（exp（x）+exp（-x））/2
/***********************************************************************************************/
double*bcg（doubleap,doubleas,doublewp,doublews,int*n,double*h,int*type）;
structrptr*bsf（double*c,intni,double*f1,double*f2,intnf,structrptr*ptr,int*no）;
double*pnpe（double*a,intm,intn,double*b,int*mn）;
double*ypmp（double*a,intm,double*b,intn,double*c,int*mn）;
voidlowpass_input（double*wp,double*ws,double*ap,double*ar,double*f1,double*f2,int*nf）;
voidhighpass_input（double*wp,double*ws,double*ap,double*ar,double*f1,double*f2,int*nf）;
voidbandpass_input（double*wp,double*ws,double*ap,double*ar,double*f1,double*f2,int*nf）;
voiddraw_image（double*x,intm,char*title1,char*title2,char*xdis1,char*xdis2,intdis_type）;
voidmain（void）
{
double*f1,*f2,*hwdb;
double*h=NULL;
intN,nf,ns,nz,i,j,k,ftype,type;
COMPLEXhwdb1,hwdb2;
doublewp,ws,ap,as,jw,amp1,amp2;
chartitle[80],tmp[20];
structrptr*ptr=NULL;
/*printf（"
%lf"
PI）;
getch（）;
N=500;
f1=（double*）calloc（4,sizeof（double））;
f2=（double*）calloc（4,sizeof（double））;
hwdb=（double*）calloc（N+2,sizeof（double））;
if（hwdb==NULL）{
printf（"
\nNotenoughmemorytoallocate!
"
）;
exit（0）;
}
\n1.Lowpass2.Highpass3.bandpass"
\nPleaseselectthefiltertype:
scanf（"
%d"
&
ftype）;
switch（ftype）{
case1:
lowpass_input（&
wp,&
ws,&
ap,&
as,f1,f2,&
nf）;
break;
case2:
highpass_input（&
case3:
bandpass_input（&
default:
h=bcg（ap,as,wp,ws,&
ns,h,&
type）;
\nTheanalogfilterdenominatorcoefficientsofHa（s）:
for（i=0;
i<
=ns;
i++）
\nb[%2d]=%16f"
i,h[i]）;
ptr=bsf（h,ns,f1,f2,nf,ptr,&
nz）;
\nThedigitalfiltercoefficientsofH（z）:
\n（aisnumeratorcoefficient.bisdenominatorcoefficient.）"
=nz;
\na[%2d]=%10f,b[%2d]=%16f"
i,ptr->
a[i],i,ptr->
b[i]）;
\n\nPressanykeytocalculatethefilterresponseofH（z）..."
\nWaittingforcalculating..."
/*Calculatethemagnitude-frequencyresponse*/
for（k=0;
k<
=N;
k++）{
jw=k*PI/N;
hwdb1.real=0;
hwdb1.image=0;
hwdb2.real=0;
hwdb2.image=0;
i++）{
hwdb1.real+=ptr->
a[i]*cos（i*jw）;
hwdb2.real+=ptr->
b[i]*cos（i*jw）;
hwdb1.image+=ptr->
a[i]*sin（i*jw）;
hwdb2.image+=ptr->
b[i]*sin（i*jw）;
amp1=（pow（hwdb1.real,2）+pow（hwdb1.image,2））;
amp2=（pow（hwdb2.real,2）+pow（hwdb2.image,2））;
if（amp1==0）amp1=1e-90;
if（amp2==0）amp2=1e-90;
hwdb[k]=10*log10（amp1/amp2）;
if（hwdb[k]<
-200）hwdb[k]=-200;
if（k%10==9）printf（"
*"
strcpy（title,"
TransferProperty"
if（type==1）strcat（title,"
（BWType）N="
if（type==2）strcat（title,"
（CBType）N="
itoa（ns,tmp,10）;
strcat（title,tmp）;
strcpy（tmp,"
PI（rad）"
draw_image（hwdb,N,title,"
TheAttenuation（dB）"
"
0"
tmp,0）;
free（ptr->
b）;
a）;
free（h）;
free（hwdb）;
free（f2）;
free（f1）;
/***************************************************************/
voidlowpass_input（double*wp,double*ws,double*ap,double*ar,double*f1,double*f2,int*nf）
doublefp,fr,fs;
\nPleaseinputtheFp,Ap,Fr,Ar,Fsvalue"
\nFp,Ap:
Passbandfrequency（Hz）andMAXAttenuation（dB）"
\nFr,Ar:
Stopbandfrequency（Hz）andMINAttenuation（dB）"
\nFsisthesamplefrequency（Hz）Lowpassfilter"
\nInputparametersFp,Ap,Fr,Ar,Fs:
%lf,%lf,%lf,%lf,%lf"
fp,ap,&
fr,ar,&
fs）;
if（（fp>
fr）||（*ap>
*ar）||（fs<
2*fr））{
do{
sound（1000）;
delay（200）;
nosound（）;
Invalidinput!
PleaseReinput:
}while（（fp>
2*fr））;
*wp=tan（PI*fp/fs）;
*ws=tan（PI*fr/fs）;
*f1=-1.0;
*（f1+1）=1.0;
*f2=1.0;
*（f2+1）=1.0;
*nf=1;
/**********************************************************************************************/
voidhighpass_input（double*wp,double*ws,double*ap,double*ar,double*f1,double*f2,int*nf）
\nFsisthesamplefrequency（Hz）highpassfilter"
if（（fp*ar）||（fs<
2*fp））{
}while（（fp*ar）||（fs<
*wp=fabs（1/tan（PI*fp/fs））;
*ws=fabs（1/tan（PI*fr/fs））;
*f1=1.0;
*f2=-1.0;
/****************************************************************************/
voidbandpass_input（double*wp,double*ws,double*ap,double*ar,double*f1,double*f2,int*nf）
doublefp1,fp2,fr1,fr2,fs,wp1,wp2,wr1,wr2,cw0,pwp1,pwp2,pws1,pws2;
\nPleaseinputtheFp1,Fp2,Ap,Fr1,Fr2,,Ar,Fsvalue"
\nFp1,Fp2,Ap:
\nFr1,Fr2,Ar:
\nFsisthesamplefrequency（Hz）bandpassfilter"
\nInputparametersFp1,Fp2,Ap,Fr1,Fr2,Ar,Fs:
%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf"
fp1,&
fp2,ap,&
fr1,&
fr2,ar,&
if（（fp1>
fp2）||（fp1fr2）||（*ap>
2*fr2））{
}while（（fp1>
2*fr2））;
wp1=2*PI*fp1/fs;
wr1=2*PI*fr1/fs;
wp2=2*PI*fp2/fs;
wr2=2*PI*fr2/fs;
cw0=sin（wp1+wp2）/（sin（wp1）+sin（wp2））;
pwp1=fabs（（cw0-cos（wp1））/sin（wp1））;
pws1=fabs（（cw0-cos（wr1））/sin（wr1））;
pwp2=fabs（（cw0-cos（wp2））/sin（wp2））;
pws2=fabs（（cw0-cos（wr2））/sin（wr2））;
if（fabs（pws1-pwp1）<
FABS（PWS2-PWP2））{
*wp=pws1;
*ws=pws1;
else{
*wp=pwp2;
*ws=pws2;
*（f1+1）=-2.0*cw0;
*（f1+2）=1.0;
*（f2+1）=0.0*cw0;
*（f2+2）=1.0;
*nf=2;
/**************************************************************************
bcg-Chebyshev和Butterworth型模拟原型传输函数生成子程序
即程序得到系统函数H（s）.
输出格式为：
****************************************************************************/
double*bcg（doubleap,doubleas,doublewp,doublews,int*n,double*h,int*type）
inti,j,k;
doublea,c,e,p,q,x,y,wc,cs1,cs2;
COMPLEX*b;
doublepp[20];
doublexs[8][8]={{1.0},
{1.0,1.41421356},
{1.0,2.0,2.0},
{1.0,2.61312593,3.41421356,2,61312593},
{1.0,3.23606789,5.23606789,5.23606789,3.23606789},
{1.0,3.86370331,7.46410162,9.14162017,7.46410162,3.86370331},
{1.0,4.49395921,10.09783468,14.59179389,14.59579389,10.09783468,4.49395921},
{1.0,5.12583090,13.13707118,21.84615097,25.68835593,21.84615097,13.13707118,5.12583090}};
\nTYPE1.Butterworth2.Chebyshev?
（1/2）:
type）;
if（*type==2）{
c=sqrt（pow（10,as/10.0）-1.0）;
e=sqrt（pow（10,ap/10.0）-1.0）;
*n=（int）（fabs（FNCCH（c/e）/FNCCH（ws/wp））+0.99999）;
b=（COMPLEX*）calloc（*n+2,sizeof（COMPLEX））;
if（b==NULL）{
\nNotenoughmemorytoallocate!
wc=wp;
a=pow（wc,（*n））/（e*pow（2.0,（*n）-1））;
q=1/e;
x=FNSSH（q）/（*n）;
*n;
y=（2.0*i+1.0）*PI/（2.0*（*n））;
（b+i）->
real=-wc*FNSH1（x）*sin（y）;
image=-wc*FNCH1（x）*cos（y）;
c=（pow（10.0,（0.1*ap））-1.0）/（pow（10.0,（0.1*as））-1.0）;
*n=（int）（fabs（log（c）/log（wp/ws）/2.0）+0.99999）;
b=（COMPLEX*）calloc（*n+2,sizeof（COMPLEX））;
wc=wp/pow（pow（10.0,0.1*ap）-1.0,1.0/（2.0*（*n）））;
a=pow（wc,（double）（*n））;
p=PI*（0.5+（2.0*i+1.0）/2.0/（*n））;
real=wc*cos（p）;
image=wc*sin（p）;
\nTheorderofprototypefilteris:
*n）;
/*b1=（COMPLEX*）calloc（*n+2,sizeof（COMPLEX））;
b2=（COMPLEX*）calloc（*n+2,sizeof（COMPLEX））;
h=（double*）calloc（（*n+2）,sizeof（double））;
if（h==NULL）{
b1->
real=-（b->
real）;
image=-（b->
image）;
（b1+1）->
real=1.0;
image=0.0;
if（*n!
=1）{
for（i=1;
I;
K++）{
cs1=（b1+k）->
real-（b1+k+1）->
real*（b+i）->
real;
cs2=（b1+k）->
image-（b1+k+1）->
image;
（b2+k+1）->
real=cs1+（b1+k+1）->
image*（b+i）->
image=cs2-（b1+k+1）->
b2->
real=-（b1->
real-b1->
image=-（b1->
image+b1->
（b2+i+1）->
real=（（b1+i）->
image=（（b1+i）->
=i+1;
（b1+k）->
real=（b2+k）->
image=（b2+k）->
（b2+k）->
real=0.0;
=*n;
h[i]=（b1+i）->
\nz[%2d]=%16f"
\nz[0]=%16f,\nz[1]=%16f,\nz[2]=%16f,\nz[3]=%16f,\nz[4]=%16f"
1.0,2.6131/wc,3.4142/pow（wc,2）,2.6131/pow（wc,3）,1/a）;
=*n-1;
pp[i]=xs[*n-1][i];
h[i]=pp[i]/pow（wc,i）;
free（b）;
/*free（b1）;
free（b2）;
returnh;
/********************************************************************************
/**************************************************************
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