《滤波器的设计》PPT课件.ppt

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1、 滤波器的设计滤波器的设计1 1。滤波器的应用对象，。滤波器的应用对象，频率估计，去噪，信号处理频率估计，去噪，信号处理2 2。滤波器的设计要求，。滤波器的设计要求，指标，阶数，转折频率，纹波系数等指标，阶数，转折频率，纹波系数等3 3。滤波器的设计，滤波器的设计，高级语言，汇编语言高级语言，汇编语言4 4。滤波器的实现，滤波器的实现，软件调试，硬件调试软件调试，硬件调试 设计滤波器n n滤波器的设计要求滤波器的设计要求设计滤波器对采样频率为设计滤波器对采样频率为600600HZHZ，信信号频率为号频率为100100，250250，270270HZHZ的双正弦等幅的双正弦等幅信号，要求滤去信号

2、，要求滤去200200HZHZ以上以上 的信号成分的信号成分设计思路n n1。低通滤波器n n2。不需要很高的阶数设计思路n n1。定指标n n2。确定滤波器的系数n n3。设计程序n n4。调试n n设计一个3阶低通切比雪夫滤波器将信号源中频率为200hz以上的信号滤掉，留下频率为100hz的信号频率，达到滤波的效果。设计过程n n1。在Matlab语言中确定滤波器的各种参数n n2。将Matlab语言转换成通用语言形式n n3。编写实际硬件中运行的程序，我们采用DSP（54XX）n n4。在硬件中调试程序MATLAB编程n nMATLAB由于具有数值计算功能、符号计算功能、数据可视化功能、

3、建模仿真可视化功能使得在命题构思、模型建立、仿真研究、假想验证、数据可视化各个环节有着非凡的功能。n n使用MATLAB中的Cheby1型函数。下面是在MATLAB中设计的低通IIR型切比雪夫滤波器程序n nclear all;clear all;清寄存器值清寄存器值n nclf;clf;清屏清屏n nN=256;N=256;数据点数数据点数n nfs=600;fs=600;采样频率采样频率n ndt=1/fs;dt=1/fs;n nfor k=1:N;for k=1:N;n n f1=250;f1=250;信号频率信号频率n n f2=100;f2=100;信号频率信号频率n n y(k)=

4、sin(2*pi*f1*k*dt)+sin(2*pi*f2*k*dt)+siy(k)=sin(2*pi*f1*k*dt)+sin(2*pi*f2*k*dt)+sin(2*pi*(f1+20)*k*dt);n(2*pi*(f1+20)*k*dt);产生信号产生信号n nendendn nlp=200;截止频率n nwn1=2*lp/fs;函数的参数n nz1,p1,k1=CHEBY1(2,0.5,wn1);n n 滤波器的极零点表示n nb1,a1=CHEBY1(2,0.5,wn1);n n 滤波器的传递函数表示n nb1=b1/(8*1.0711);n n 将参数按比例缩小，n na1=a1/

5、(8*1.0711);n n 为了DSP做准备，MATLAB中不需要n nyy1=filter(b1,a1,y);yy1=filter(b1,a1,y);滤波滤波n ny=fft(y,N);y=fft(y,N);将信号做将信号做FFTFFT变换变换n npyy=y.*conj(y);pyy=y.*conj(y);做功利谱分析做功利谱分析n nf=(0:(N/2-1);f=(0:(N/2-1);n nfigure(1);figure(1);n nplot(f,pyy(1:N/2)plot(f,pyy(1:N/2)n ny=fft(yy1,N);y=fft(yy1,N);将将滤滤波波后后数数据据做

6、做功功利利谱分析谱分析n npyy=y.*conj(y);pyy=y.*conj(y);n nf=(0:(N/2-1);f=(0:(N/2-1);n nfigure(2);figure(2);n nplot(f,pyy(1:N/2)plot(f,pyy(1:N/2)滤波前的信号滤波后的信号n n滤波器设计的第一步，参数选择已经完成。n n紧接着，做一些必要的程序转换程序变换n n将一些将一些MatlabMatlab中的函数替换成简单的形式中的函数替换成简单的形式n nFILTERFILTER，将原来的，将原来的filterfilter函数去掉，自己编写函数去掉，自己编写一段函数，使其功能与一段

7、函数，使其功能与filterfilter函数的功能是等函数的功能是等同的，为了方便程序从同的，为了方便程序从MATLANMATLAN的平台转换的平台转换到到DSPDSP汇编的平台上。汇编的平台上。n nY=FILTERBY=FILTERB，A A，XX是是以以B B，A A系系数数对对X X输输入入进进行行滤滤波波，以以得得到到输输出出Y Y，它它是是由由如如下下的的数数学学表达式执行滤波功能，表达式如下：表达式执行滤波功能，表达式如下：n na(1)*y(n)=b(1)*x(n)+b(2)*x(n-1)+a(1)*y(n)=b(1)*x(n)+b(2)*x(n-1)+b(nb+1)*x(n-

8、nb)+b(nb+1)*x(n-nb)-a(2)*y(n-1)-a(na+1)*y(n-na)-a(2)*y(n-1)-a(na+1)*y(n-na)n n可可以以编编写写一一个个forfor循循环环来来实实现现上上面面的的表表达达式式，在在上上面面程序中去掉程序中去掉yy1=filter(b1,a1,y)yy1=filter(b1,a1,y)，加入如下程序：加入如下程序：n n n nyy1(1)=0;yy1(1)=0;n nyy1(2)=0;yy1(2)=0;n nb(1)=0.0625;b(2)=0.1250;b(3)=0.0625;b(1)=0.0625;b(2)=0.1250;b(3

9、)=0.0625;n na(1)=0.1167;a(2)=0.1033;a(3)=0.0448;a(1)=0.1167;a(2)=0.1033;a(3)=0.0448;n n n=254;n=254;n nfor i=1:nfor i=1:nn n yy1(i+2)=0.5*y(i+2)+y(i+1)+0.5*y(i)-yy1(i+2)=0.5*y(i+2)+y(i+1)+0.5*y(i)-0.83*yy1(i+1)-0.36*yy1(i);0.83*yy1(i+1)-0.36*yy1(i);n n end end 进行进行DSP编程编程n n1.1.流水线冲突流水线冲突 n n2.2.编译模拟选择编译模拟选择 n n3.3.利用利用TMS320C54XTMS320C54X中的两个累加器中的两个累加器 n n4.4.指令对寻址空间的要求指令对寻址空间的要求 硬件调试n n硬件调试需要注意的问题硬件调试需要注意的问题其他各种滤波器的设计n n自适应滤波器的设计