三、实验原理 离散傅里叶变换

#GraphPropertyDietiog凶mdISinglaTiUutput&.£0utputDATA选择采单View-GraphPropertyDietiog凶mdISinglaTiUutput&.£0utputDATADisplayTypeGraphTitlmStartAddressFage在弹出的图形窗口中单击鼠标右键，选择“ClearDisplay。5.设置断点：在有注释“breakpoint”的语句设置软件断点。6．运行并观察结果：⑴选择“Debug”菜单的“Animate”项，或按F12键运行程序。⑵观察“Input”、“Output”窗口中时域图形；观察滤波效果。⑶鼠标右键单击“Input”和“Output”窗口，选择“Properties…”项，设置“DisplayType”为“FFTMagitude”，再单击“OK”按钮结束设置。⑷观察“Input”、“Output”窗口中频域图形；理解滤波效果。7.退出CCS:请参看本书第三部分、第一章、六。五．实验结果输入波形为一个低频率的正弦波与一个高频的正弦波叠加而成。Input-Inix]1.110-1.11J0(127?-0.84153'1)Time32:0Ed.Ci96.0<27[kin-|Auto5c.a(e-|n|x|0.640--0.640J6.0012.018.024.00J一入6Q：167她鼻04^&,[(0：246094,1.17138-:FTMaqLinAutoScaler-Inix|1.22--一0.609-；0；029.1-0.1670.3330496|(0?246094,0.75753i::FTMag肠0.64^LinAutoScale!Output|Lin'|AutoScale(F,-ln.lx|1.22-122.通过观察频域和■1蓉翘L八域图，得知：输入波高频部分勰部分被滤除°107o-y,',形中的低频波形通过了滤波'1(0.246094,1.72723|FFTMaa六．问题与思考试选用合适的高通滤波参数滤掉实验的输入波形中的低频信号器，而0.496|AutoScale实验七无限冲激响应滤波器（IIR）算法实验目的1．掌握设计IIR数字滤波器的原理和方法。2．熟悉IIR数字滤波器特性。3．了解IIR数字滤波器的设计方法。二．实验设备PC兼容机一台，操作系统为Windows2000（或Windows98,WindowsXP，以下默认为Windows2000），安装CodeComposerStudio2.21软件。三．实验原理1．无限冲激响应数字滤波器的基础理论。2．模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器）。3．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：要求：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。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-20log§sdB。模拟边缘频率为：fp1=1000Hz,fs1=12000Hz阻带边缘衰减为：-20log6s=30dB-用Q=2nf/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Qpl和Qs1。Qp1=2nfp1/fs=2n1000/25000=0.08n弧度Qs1=2nfs1/fs=2n12000/25000=0.96n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w=2fstan(Q/2)求得wpl和wsl，单位为弧度/秒。wpl=2fstan(Qpl/2)=63l6.5弧度/秒wsl=2fstan(Qsl/2)=794727.2弧度/秒-由已给定的阻带衰减-20logBs确定阻带边缘增益&s。因为-20logBs=30，所以log。s=-30/20,&s=0.03162-计算所需滤波器的阶数：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)=wpl/(s+wpl)=63l6.5/(s+63l6.5)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：四．实验步骤1．实验准备设置软件仿真模式，参看：第三部分、四、1。-启动CCS，参看：第三部分、五、1。2．打开工程，浏览程序，工程目录为C:\ICETEK-VC5416-EDULab\Lab0502-IIR\IIR.pjt。3．编译并下载程序。4．打开观察窗口：*选择菜单View-〉Graph-〉Time/Frequency…进行如下图所示设置。*选择菜单View-〉Graph-〉Time/Frequency…，进行如下设置:式菜单中“式菜单中“ClearDisplay”功能。设置断点：在程序iir.c中有注释“breakpoint”的语句上设置软件断点。运行并观察结果：⑴选择“Debug”菜单的“Animate”项，或按F12键运行程序。⑵观察“IIR”窗口中时域图形；观察滤波效果。退出CCS：请参看本书第三部分、第一章、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。实验八快速傅立叶变换(FFT)算法一．实验目的1．掌握用窗函数法设计FFT快速傅里叶的原理和方法；2．熟悉FFT快速傅里叶特性；3．了解各种窗函数对快速傅里叶特性的影响。二．实验设备PC兼容机一台，操作系统为Windows2000(或Windows98,WindowsXP，以下默认为Windows2000)，安装CodeComposerStudio2.0软件。三．实验原理1．FFT的原理和参数生成公式：FFT并不是一种新的变换，它是离散傅立叶变换(DFT)的一种快速算法。由于我们在计算DFT时一次复数乘法需用四次实数乘法和二次实数加法；一次复数加法则需二次实数加法。每运算一个X(k)需要4N次复数乘法及2N+2(N-1)=2(2N-1)次实数加法。所以整个DFT运算总共需要4N"2次实数乘法和N*2(2N-1)=2N(2N-1)次实数加法。如此一来，计算时乘法次数和加法次数都是和N'2成正比的，当N很大时，运算量是可观的，因而需要改进对DFT的算法减少运算速度。根据傅立叶变换的对称性和周期性，我们可以将DFT运算中有些项合并。我们先设序列长度为N=2"L,L为整数。将N=2"L的序列x(n)(n=O,l,，N-1)，按N的奇偶分成两组，也就是说我们将一个N点的DFT分解成两个N/2点的DFT，他们又重新组合成一个如下式所表达的N点DFT：一般来说，输入被假定为连续的。当输入为纯粹的实数的时候，我们就可以利用左右对称的特性更好的计算DFT我们称这样的RFFT优化算法是包装算法：首先2N点实数的连续输入称为“进包”。其次N点的FFT被连续运行。最后作为结果产生的N点的合成输出是“打开”成为最初的与DFT相符合的2N点输入。使用这战略，我们可以划分FFT的大小，它有一半花费在包

EGraphPropertyDialogII~FT^八丄丄~TJisplay■:ype几乎都达到了两次DFT的和一般的FFTEGraphPropertyDialogII~FT^八丄丄~TJisplay■:ype几乎都达到了两次DFT的和一般的FFT算法同样迅速，计算SingleTimeTestWaveINPUTEtartAddressF连续输入。下列一部分将描述更多的在TMS320C54xxwitionBufferSize°IncrementDisplayData.SizeDSPDataType.实验步骤实验准备128112816-bitsignedilitegerOK设置软件仿真模式，参看：第三部分、四、1。-启动CCS，参看：第三部分、五、1。打开工程，浏览程序，工程目录为C:\ICETEK-VC5416-EDULab\Lab0503-FFT\FFT.pjt。编译并下载程序。打开观察窗口：*选择菜单View-〉Graph-〉Time/Frequency…进行如下图所示设置。5．清除显示：在以上打开的窗口中单击鼠标右键，选择弹出式菜单中“ClearDisplay”功能。设置断点：在程序FFT.c中有注释“breakpoint”的语句上设置软件断点。运行并观察结果。⑴选择“Debug”菜单的“Animate”项，或按F12键运行程序。退出CCS。请参看本书第三部分、第一章、六。实验结果f-PropertyDialogSingleTimeFFTSingleTimeFFTDATAGraphTit"EtartAddressFageDATAAcquisitionBufferSize64'^ndexIncrement1DisplayDataSizeDSFDataType16-bitsignedilit已ger

1024512-000.1670.333F|AutoScaleTime-!□!X|-In]xj3.3e+41.6e+4--512--1.6e+4--1024.-3.3e+4.32.064.096.031.046.562.0Lin；AutciScale|LinfAutd5匚已le^(63,150)Time⑶」4)6.5b+44.9e+4-1024512-000.1670.333F|AutoScaleTime-!□!X|-In]