(2)IIR数字滤波器的设计
[b,a]=butter(N,wc,’ftype’)
[b,a]=cheby1(N,wc,’ftype’)
[b,a]=cheby2(N,wc,’ftype’)
[b,a]=ellip(N,wc,’ftype’)
(三)、基于C语言编程的IIR数字滤波器编程实现
程序流程图
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:
\ICETEK\ICETEK-DM6437-A\Lab0402_IIR
3.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:
DualTime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而成。
如图:
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。
源代码:
#include"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*/
#definePI3.1415926
floatInputWave();/*输入给IIR滤波器的信号,每次输出一个点*/
floatIIR();/*IIR滤波,每次输出一个点*/
/*滤波器的设计采用了案例的结果,应该重新设计*/
floatfBn[IIRNUMBER]={0.0,0.7757};/*IIR滤波器的分子多项式系数,有错*/
floatfAn[IIRNUMBER]={0.1122,0.1122};/*IIR滤波器的分母多项式系数*/
floatfXn[IIRNUMBER]={0.0};/*IIR滤波器的迭代初始值*/
floatfYn[IIRNUMBER]={0.0};/*IIR滤波器的输出值*/
floatfInput,fOutput;/*输入点和输出点*/
floatfSignal1,fSignal2;/*信号1、2的初始相位*/
floatfStepSignal1,fStepSignal2;/*信号1、2的相位步长*/
floatf2PI;
inti;
floatfIn[256],fOut[256];
intnIn,nOut;
main()
{
nIn=0;nOut=0;
f2PI=2*PI;
fSignal1=0.0;
fSignal2=PI*0.1;
//fStepSignal1=2*PI/30;
//fStepSignal2=2*PI*1.4;
fStepSignal1=2*PI/50;/*信号1的相位步长:
f1/fs=1/50*/
fStepSignal2=2*PI/2.5;/*信号2的相位步长:
f1/fs=1/2.5*/
while
(1)
{
fInput=InputWave();
fIn[nIn]=fInput;
nIn++;nIn%=256;
fOutput=IIR();
fOut[nOut]=fOutput;
nOut++;/*请在此句上设置软件断点*/
if(nOut>=256)
{
nOut=0;
}
}
}
floatInputWave()
{
for(i=IIRNUMBER-1;i>0;i--)
{
fXn[i]=fXn[i-1];
fYn[i]=fYn[i-1];
}
fXn[0]=sin(fSignal1)+cos(fSignal2)/6.0;
fYn[0]=0.0;
fSignal1+=fStepSignal1;
if(fSignal1>=f2PI)fSignal1-=f2PI;
fSignal2+=fStepSignal2;
if(fSignal2>=f2PI)fSignal2-=f2PI;
return(fXn[0]);
}
floatIIR()
{
floatfSum;
fSum=0.0;
/*y[n]=0.7757y[n-1]+0.1122x[n]+0.1122x[n-1]*/
for(i=0;i{
fSum+=(fXn[i]*fAn[i]);
fSum+=(fYn[i]*fBn[i]);
}
return(fSum);
}