实验三-FIR滤波器

1、 实验二 FIR滤波器的DSP实验一、实验目的1.了解MATLAB的FIR滤波器设计方法与编程； 2.掌握FIR滤波器算法基本原理和C语言的编程方法；二、实验内容FIR滤波器设计流程为，根据给出的滤波器设计（通带带宽、阻带衰减、相位要求）要求，在Matlab环境下仿真得到滤波器系数，得到了滤波器系数后在CCS下编程设计DSP的FIR滤波器。1.使用Matlab中的FDAtool设计FIR滤波器MATLAB工具箱中的FDATool是通过指定滤波器的性能指标来快速设计数字滤波器, 它是一种交互式工具，只要在FDATool 工具里选择相应的滤波器设计方法，并填入需要的技术指标，如通带阻带截止频率、阶

2、数等，即可生成所需的滤波器。并可以在界面上可以看到幅频相频、零极点分布等图形。下面以低通FIR 滤波器为例，介绍它的使用过程。1）在Matlab 的Start 菜单中选择Toolboxes - Filter Design - Filter Design & Analysis Tools(fdatool)，或者在命令行中输入fdatool 来启动滤波器设计分析器。输入指令2）选择设计fir低通滤波器，阶数为20，采样频率fs=8000Hz，截止频率fc=1500Hz，窗口设置为汉明窗Hamming。 录入参数生成fir滤波器，保存其系数为fir.h（2） 用SPtool 验证所设计滤波器的功能在

3、FDATool 里设计了一个FIR 低通滤波器后，可以用SPTool 来分析所设计的滤波器是否实现了功能与FDATool 一样。SPTool可以对信号进行时域与频域的分析。测试滤波器是否实现功能的主要步骤：1)在MATLAB 环境下产生一个混叠波信号，在MATLAB 命令窗口输入：Fs=30000;t=(0:200)/Fs;s=sin(2*pi*t*1000)+sin(2*pi*t*3000) +1/10*sin(2*pi*t*10000);subplot(1,1,1);plot(t,s);axis(0 0.005 -2 2);grid产生了1000Hz 和2000Hz 的混叠波，并且变量Fs

4、、t、s 将显示在workspace列表中。2)在FDATool 的界面里选择FileExport to SPTool，然后在将导入SPTool的滤波器命名为filter点击Apply,这样,设计的滤波器就导入了SPTool 中。3)在弹出的SPTool 主界面里点击菜单FileImport 将信号s 导入,在Importto SPTool 界面里单击s 再点右边的“”将s 导入同样的方法将采样频率Fs导入在并取名为“input”后单击“OK”。input数据录入4）在SPTool 界面选中“input”和“filter”还有“mtlbse”后单击“Apply”,将从滤波器输出的信号命名为ou

5、tput,观察输入输出的波形图可以单击“View”;观察频谱图单击“Create”然后在“method”栏里选择FFT。A:输入波形inputB：输出波形outputC：输出频谱5）通过观察输入输出的波形图及频谱图验证所设计的滤波器的功能。可以看出2000HZ 的频率分量被滤，所设计的滤波器实现了低通滤波功能。2.参阅FIR基本理论及C语言编程方法，研读、分析实验指导书中的代码；3. 双击，启动CCS的配置程序选项，选择“C5502 Simulator”；4. 启动CCS，打开实验工程文件，再编译并装载程序；5. 仿真波形输入与输出波形比较输入信号频谱图输出信号频谱图4.修改代码：滤波器设计要

6、求：线性相位低通滤波器，模拟信号通带为01kHz，阻带衰减在5kHz处为-60dB。采样率为20kHz。5.通过代码修改、仿真，理解定点运算和浮点运算相比的优缺点。6.通过仿真波形的分析、理解滤波器阶数与滤波器延时以及滤波器的阻带衰减之间的关系。三、实验报告要求1.将实验过程的每一个步骤作截图和必要文字说明。附：代码1.c文件#include #include #define order 21 #define N 128 #define pi 3.float firorder = -0.3551,-0.5095,2.7e-18, 0.6, 0.673, -0.525, -0.448, -0.0

7、14, 0.05, 0.9, 0.24, 0.9, 0.05, -0.014, -0.448, -0.525, 0.673, 0.6,2.7e-18,-0.5095, -0.3551;float s;int i,n;float inputN,outputN; int fs=8000; int f1=2000; int f2=1000; void wavein() for(n=0;nN;n+ )inputn= sin(2*pi*n*f2/fs)+sin(2*pi*n*f1/fs); void main() int p=0; n=0; wavein(); for(n=0;nN;n+ ) p=0;

8、s=0;while(porder)&(p=n) s=firp*inputn-p+s; p+; outputn=s;2.FDAtool生成的FIR滤波器/* * Discrete-Time FIR Filter (real) * - * Filter Structure : Direct-Form FIR * Filter Length : 21 * Stable : Yes * Linear Phase : Yes (Type 1) */#include tmwtypes.h/* * Expected path to tmwtypes.h * E:Program FilesmatlabR2012bexternincludetmwtypes.h */const int BL = 21;const real64_T B21 = -0.3551,-0.5095,2.7