发布时间 : 星期四 文章IIR数字滤波器设计 - 图文更新完毕开始阅读fe0fad2cf021dd36a32d7375a417866fb84ac0ef
电子与信息工程学院 电子科学与技术专业 数字信号处理课程实验报告
实验名称： IIR数字滤波器设计
姓名： xxx 学号： 11111 实验日期：2017.12.18
一、实验目的
(1) 了解和熟悉ICETECK-DSP教学实验系统平台；
(2) 了解和熟悉DSP开发集成环境Code Composer Studio 3.3软件的设置和使用； (3) 了解IIR数字滤波器的特性和设计原理； (4) 掌握IIR数字滤波器的设计方法。 二、实验设备
(1) 通用PC机一台；操作系统为Windows2000或WindowsXP，安装TI的DSP开发集成环境Code Composer Studio 3.3软件，安装DSP通用仿真器驱动程序，安装实验程序SetupF5509A.exe。 (2) CETECK-DSP实验箱一台。 三、实验准备
(1) 了解无限冲激响应数字滤波器的基础理论； (2) 了解模拟滤波器的原理； (3) 了解数字滤波器系数的确定方法； (4) 根据要求设计低通 IIR 滤波器。 滤波器设计指标：
低通巴特沃斯滤波器在其通带边缘 1kHz处的增益为-3dB，12kHz处的阻带衰减为30dB，采样频率 25kHz。 滤波器设计：
确定待求通带边缘频率 fp1Hz、待求阻带边缘频率 fs1Hz 和待求阻带衰减-20logδsdB。 模拟边缘频率为：fp1=1000Hz，fs1=12000Hz 阻带边缘衰减为：-20logδs=30dB
用Ω=2πf/fs把由Hz表示的待求边缘频率转换成弧度表示的数字频率，得到Ωp1和Ωs1。
Ωp1=2πfp1/fs=2π1000/25000=0.08π弧度 Ωs1=2πfs1/fs=2π12000/25000=0.96π弧度
计算预扭曲模拟频率以避免双线性变换带来的失真。 由 ω=2fs tan(Ω/2)求得ωp1 和ωs1，单位为弧度/秒。
ωp1 =2fs tan(Ωp1/2)=6316.5 弧度/秒 ωs1=2fs tan(Ωs1/2)=794727.2 弧度/秒
由已给定的阻带衰减-20logδs 确定阻带边缘增益δs。 因为-20logδs=30，所以logδs=-30/20，δs=0.03162 计算所需滤波器的阶数：
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因此，一阶巴特沃斯滤波器就足以满足要求。
一阶模拟巴特沃斯滤波器的传输函数为：H(s)= ωp1 /(s+ωp1) =6316.5/(s+6316.5)
由双线性变换定义 s=2fs(z-1)/(z+1)得到数字滤波器的传输函数为：
因此，差分方程为：y[n]=0.7757y[n-1]+0.1122x[n]+0.1122x[n-1]。 四、实验内容和步骤（初步骤5外，其余步骤与FIR实验一致） （1）设置CCS （2）启动CCS （3）打开工程文件 （4）编译并下载程序 （5）打开观察窗口
选择菜单View->Graph->Time/Frequency...进行相应设置。如图2-4所示：
图2-4 参数设置
选择菜单View->Graph->Time/Frequency...进行相应设置。如图2-5所示：
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图2-5 参数设置
（6）清除显示 （7）设置断点 （8）运行并观察结果 （9）退出CCS 2. 硬件仿真Emulator （1）设置CCS （2）启动 CCS
（3）余下步骤重复软件仿真(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9) 五、实验结果 1. IIR软件仿真
电子与信息工程学院 电子科学与技术专业 数字信号处理课程实验报告 2. IIR硬件仿真
六、实验心得与结果分析
本次实验采用双线性Z变换实现IIR低通滤波器。本实验首先用一阶巴特沃斯低通滤波器模型设计低通模拟滤波器，再用双线性Z变换的方法，将模拟滤波器转换为数字滤波器，得到IIR滤波器的差分方程描述。
在实验结果中可以看出，时域上输出信号明显比输入信号平滑，说明低通滤波的目的已经达到。从频域上可以看出。输出信号的高频部分有明显的衰减，而低频部分没有较大的衰减，实现了低通滤波。 七、实验代码及注释 #include\
#define IIRNUMBER 2 #define SIGNAL1F 1000 #define SIGNAL2F 4500 #define SAMPLEF 10000 #define PI 3.1415926
float InputWave();//该函数用以产生含噪声的输入波形 float IIR();//该函数用以做IIR并得到输出结果
float fBn[IIRNUMBER]={ 0.0,0.7757 };//传递函数分母部分参数 float fAn[IIRNUMBER]={ 0.1122,0.1122 };//传递函数分子部分参数 float fXn[IIRNUMBER]={ 0.0 };