FIR低通滤波器设计
(完整版)fir低通滤波器设计(完整版)
电子科技大学信息与软件工程学院学院标准实验报告(实验)课程名称数字信号处理电子科技大学教务处制表电 子 科 技 大 学实 验 报 告学生姓名: 学 号: 指导教师: 实验地点: 实验时间:14-18一、实验室名称:计算机学院机房 二、实验项目名称:fir 低通滤波器的设计 三、实验学时: 四、实验原理:1. FIR 滤波器FIR 滤波器是指在有限范围内系统的单位脉冲响应h[k]仅有非零值的滤波器。
M 阶FIR 滤波器的系统函数H(z)为()[]Mkk H z h k z-==∑其中H(z)是kz-的M 阶多项式,在有限的z 平面内H(z)有M 个零点,在z平面原点z=0有M 个极点.FIR 滤波器的频率响应()j H e Ω为 0()[]Mj jk k H e h k e Ω-Ω==∑它的另外一种表示方法为()()()j j j H e H e e φΩΩΩ=其中()j H e Ω和()φΩ分别为系统的幅度响应和相位响应。
若系统的相位响应()φΩ满足下面的条件()φαΩ=-Ω即系统的群延迟是一个与Ω没有关系的常数α,称为系统H(z)具有严格线性相位。
由于严格线性相位条件在数学层面上处理起来较为困难,因此在FIR 滤波器设计中一般使用广义线性相位。
如果一个离散系统的频率响应()j H e Ω可以表示为()()()j j H e A e αβΩ-Ω+=Ω其中α和β是与Ω无关联的常数,()A Ω是可正可负的实函数,则称系统是广义线性相位的。
如果M 阶FIR 滤波器的单位脉冲响应h[k]是实数,则可以证明系统是线性相位的充要条件为[][]h k h M k =±-当h[k]满足h[k]=h[M-k],称h[k]偶对称。
当h[k]满足h[k]=-h[M-k],称h[k]奇对称。
按阶数h[k]又可分为M 奇数和M 偶数,所以线性相位的FIR 滤波器可以有四种类型。
2. 窗函数法设计FIR 滤波器窗函数设计法又称为傅里叶级数法。
基于DSP实现的FIR低通滤波器
基于DSP实现的FIR低通滤波器FIR(有限脉冲响应)低通滤波器是一种常见的数字信号处理(DSP)滤波器。
它的设计和实现非常灵活,可以用于去除数字信号中高频成分,使得信号能在一定的频率范围内进行平滑处理。
FIR低通滤波器有很多种设计方法,其中最简单的方法是基于窗函数设计,例如矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗等。
这些窗函数的选择取决于滤波器的性能要求和频率响应的形状。
在DSP中,FIR低通滤波器的实现可以采用直接形式、级联形式、并行形式和迭代形式等多种结构。
其中直接形式是最简单和直观的实现方式,也是最容易理解和实现的一种结构。
直接形式的FIR低通滤波器由一个延迟线、一组乘法器和加法器组成。
延迟线用于延迟输入信号,乘法器用于对延迟后的信号进行调制,而加法器则将调制后的信号相加得到输出信号。
```----------------------,,,x(n) -->, Delay ,-->, Multiply,-->--+ Sum ,--> y(n)Line ,,,----------------------```在实现过程中,需要注意的是延迟线的设置和乘法器的系数。
延迟线的长度决定了滤波器的阶数,即滤波器对输入信号的响应范围。
乘法器的系数则决定了滤波器的频率响应,可以通过窗函数的选取来确定。
通常,FIR滤波器的实现可以通过查表法或者卷积法来实现。
查表法通过预先计算所有可能的输入组合,并将其存储在一张查找表中,以减少计算量。
卷积法则通过将输入信号和滤波器的冲击响应进行卷积运算来得到输出信号。
当实现FIR低通滤波器时,还需要考虑滤波器的性能指标和算法的优化。
常见的性能指标包括滤波器的截止频率、抗混叠性能、通带和阻带的幅频特性等。
算法的优化可以从以下几个方面考虑:乘法器的系数选择、滤波器结构的选择、滤波器长度的选择和存储器的优化等。
总之,基于DSP实现的FIR低通滤波器是一种常用的数字信号处理滤波器,它可以用于去除数字信号中的高频成分,平滑信号的频谱。
基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计
基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计1. 滤波器的概念和作用滤波是信号处理中重要的一个部分,可以去除噪声、修复信号、提取特定频率成分等。
滤波器则是一种用来实现滤波功能的电路或软件,其主要作用是选择性地影响输入信号的不同频率成分。
在数字信号处理中,滤波器通常是由一组数字滤波器系数组成的,其中FIR滤波器(Finite Impulse Response)是最简单和最容易实现的一种。
FIR滤波器的基本原理是将输入信号与滤波器系数的乘积相加,从而产生输出信号。
而滤波器系数的选择则决定了滤波器的特性。
在本文中,我们将介绍一种基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计方法。
2. 汉明窗函数的基本原理汉明窗函数是一种广泛应用于数字信号处理中的窗函数,其形式为:$$w(n) = 0.54 - 0.46\cos\frac{2\pi n}{N-1}, \quad 0 \leq n \leq N-1 $$其中,$N$为窗口长度,决定了窗口的主瓣宽度和副瓣抑制程度。
汉明窗函数的特点是在窗口内具有平坦的频率响应和较高的副瓣抑制能力,而主瓣宽度较大。
3. FIR低通滤波器的设计过程在设计FIR低通滤波器时,我们的目标是将信号中高于一定频率的部分滤除,从而达到降噪的效果。
因此,我们需要选择适当的滤波器系数来实现这一目标。
具体设计过程如下:3.1 确定滤波器参数在设计FIR滤波器时,需要确定一些关键参数,包括:(1)采样频率:即采样器的采样率,一般情况下为信号最高频率的两倍以上。
(2)截止频率:即希望滤除的信号部分的最高频率。
(3)滤波器阶数:阶数越高,滤波器的频率响应越陡峭。
(4)窗口长度:即用于窗函数的样本点数。
3.2 选择窗函数在滤波器设计中,窗函数的选择对于滤波器性能有很大的影响。
通常,我们可以选择常用的窗函数,如矩形窗函数、汉明窗函数、升余弦窗函数等。
在本文中,我们将选择汉明窗函数作为窗口函数。
3.3 计算滤波器系数通过选择合适的窗口函数,我们可以得到对应的窗口系数,然后将其与所需滤波器类型(低通、高通、带通等)的理想频率响应进行卷积,即可得到所需的滤波器系数。
基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及性能分析
基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及性能分析FIR低通滤波器是一种常用的数字滤波器,用于处理数字信号中频率较低的成分,将高频成分滤除。
在设计FIR低通滤波器时,常使用汉明窗函数来实现。
本文将介绍基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计方法和性能分析。
首先,要设计一个FIR低通滤波器,需要确定以下几个参数:滤波器阶数N、采样频率fs、截止频率fc和窗函数类型。
本文将以汉明窗函数为例,演示如何设计FIR低通滤波器。
1. 滤波器阶数N的确定:滤波器阶数N决定了滤波器的复杂度和性能。
一般来说,阶数越高,滤波器的性能越好,但计算复杂度也相应增加。
因此,需要在滤波器性能和计算复杂度之间做出平衡。
常用的方法是根据滤波器的截止频率和采样频率来确定阶数N。
一般可以使用公式N=4fs/fc来初步估计阶数N,然后根据实际需求进行调整。
2. 窗函数的选择:本文选择汉明窗函数作为设计FIR低通滤波器的窗函数。
汉明窗函数在频域上具有较好的副瓣抑制性能,适合用于低通滤波器设计。
3. 窗函数的定义:汉明窗函数的表达式为:w(n) = 0.54 - 0.46*c os(2πn/(N-1)), 0 ≤ n ≤ N-1其中,N为窗函数的长度,n为窗函数的离散时间索引。
4. FIR低通滤波器的设计:设计FIR低通滤波器的步骤如下:1)确定滤波器阶数N;2)选择截止频率fc;3)计算滤波器系数h(n);4)对滤波器系数h(n)进行归一化处理。
5. 滤波器系数的计算:滤波器系数h(n)的计算公式为:h(n) = wc/pi * sinc(wc*(n-(N-1)/2)/pi)其中,wc为归一化的截止频率,wc=2πfc/fs。
sinc(x)为正弦函数sin(x)/x。
6. 归一化处理:对滤波器系数h(n)进行归一化处理,即将系数乘以汉明窗函数的值。
即:hn(n) = h(n) * w(n),0 ≤ n ≤ N-17. 性能分析:设计完毕后,需要进行性能分析来评估滤波器的性能。
经典滤波器设计范文
经典滤波器设计范文一、FIR滤波器设计FIR(Finite Impulse Response)滤波器是一种常用的数字滤波器,其特点是抗混叠性能好、线性相位响应、易于设计等。
FIR滤波器的设计通常分为两个步骤:滤波器的理想频率响应设计和具体的滤波器系数设计。
1.理想频率响应设计理想的低通FIR滤波器频率响应为单位脉冲响应的离散傅里叶变换,即H(e^jω) = sum(h(n)e^(-jωn)),其中h(n)为滤波器的单位脉冲响应。
通过将理想频率响应转换为时域单位脉冲响应,可以得到容纳在有限长度L的FIR滤波器中。
其中单位脉冲响应为:h(n) = (ω_0π)^-1 * sin(ω_0n)/(nπ),其中ω_0为截止频率。
2.系数设计对于FIR滤波器,系数设计是指对滤波器的单位脉冲响应进行窗函数的处理。
窗函数可以选择矩形窗、汉宁窗、海明窗等。
二、IIR滤波器设计IIR(Infinite Impulse Response)滤波器是另一种常用的数字滤波器,其特点是滤波器具有无限长度的单位脉冲响应。
与FIR滤波器不同,IIR滤波器的设计指标更多地侧重于滤波器的幅频响应与相位响应的设计。
1.巴特沃斯滤波器设计巴特沃斯滤波器是一种IIR滤波器的设计方法,其特点是在通带中具有均匀响应,即幅频特性较为平坦。
巴特沃斯滤波器设计的关键是选择滤波器阶数和截止频率。
2.预畸变滤波器设计预畸变滤波器是为了使滤波器的相频特性更加平坦而设计的,其主要应用在通信系统中。
预畸变滤波器一般采用线性相位结构,在设计时需要考虑相位补偿。
三、其他滤波器设计方法除了上述的FIR和IIR滤波器设计方法外,还有一些其他的滤波器设计方法,如小波滤波器设计、自适应滤波器设计等。
1.小波滤波器设计小波滤波器是在小波变换领域中常用的滤波器设计方法。
小波滤波器具有多尺度分析的特点,可以提供多分辨率的信号处理。
2.自适应滤波器设计自适应滤波器是根据输入信号的特性进行动态调整的一种滤波器设计方法。
fir数字滤波器设计流程
fir数字滤波器设计流程英文回答:Designing a FIR (Finite Impulse Response) digitalfilter involves several steps. I will explain the processin detail below.1. Specify the filter requirements: The first step isto clearly define the desired characteristics of the filter. This includes the filter type (low-pass, high-pass, band-pass, or band-stop), cutoff frequencies, passband ripple, stopband attenuation, and any other relevant specifications.For example, let's say I want to design a low-pass FIR filter with a cutoff frequency of 1 kHz, a passband rippleof 0.1 dB, and a stopband attenuation of 60 dB.2. Choose a filter design method: There are various methods available for FIR filter design, such as windowing, frequency sampling, and least squares. The choice of methoddepends on the desired filter characteristics and design constraints.Continuing with our example, I decide to use the windowing method for simplicity.3. Select a window function: In windowing, a window function is applied to the ideal impulse response of the filter to obtain a finite-length impulse response. Commonly used window functions include Hamming, Hanning, and Blackman.In our case, I choose the Hamming window function.4. Determine the filter length: The length of thefilter determines the trade-off between frequencyresolution and time-domain performance. Longer filters provide better frequency resolution but require more computational resources.To determine the filter length, I use a formula that takes into account the desired cutoff frequency and thewindow function.5. Generate the ideal impulse response: Using the desired filter characteristics and the determined filter length, I generate the ideal impulse response of the filter. This is done by applying the appropriate mathematical equations or algorithms.In our example, I generate the ideal impulse responseof the low-pass filter.6. Apply the window function: The next step is to apply the selected window function to the ideal impulse response. This is done by multiplying the window function with the ideal impulse response.For our low-pass filter, I multiply the Hamming window function with the ideal impulse response.7. Normalize the filter coefficients: The filter coefficients are normalized to ensure that the filter response meets the desired specifications. This istypically done by dividing the coefficients by the sum of their absolute values.In our case, I normalize the filter coefficients to ensure the passband ripple and stopband attenuation are within the specified limits.8. Implement the filter: Finally, the designed filter can be implemented in hardware or software for signal processing applications. This involves programming thefilter coefficients into a digital signal processor (DSP) or using a software library for FIR filtering.In conclusion, the process of designing a FIR digital filter involves specifying the filter requirements, choosing a design method, selecting a window function, determining the filter length, generating the ideal impulse response, applying the window function, normalizing the filter coefficients, and implementing the filter.中文回答:设计一个有限脉冲响应(FIR)数字滤波器涉及多个步骤。
DSP的FIR设计低通滤波C语言编写
DSP的FIR设计低通滤波C语言编写FIR(有限脉冲响应)滤波器是一种常用的数字滤波器,用于数字信号处理中的滤波操作。
FIR滤波器的设计通常包括两个主要步骤:滤波器的规格化和滤波器系数的计算。
滤波器的规格化是指确定滤波器的采样频率,截止频率以及陷波增益等参数。
在设计低通FIR滤波器时,我们需要确定滤波器的截止频率。
假设我们希望设计一个截止频率为Fs/4的低通FIR滤波器,其中Fs是采样频率。
根据滤波器设计的基本原理,我们可以得到滤波器的频率响应公式为:H(k) = (2 * Fs/4 * sin(2 * pi * Fs/4 * k))/(pi * k)其中,k是从0到N-1的整数序列,N是滤波器的长度。
经过频域设计,我们可以通过计算滤波器的频率响应公式来获得滤波器的系数。
接下来,我们将使用C语言编写一个低通FIR滤波器的代码示例。
在这个示例中,我们将实现一个截止频率为Fs/4的低通FIR滤波器,采样频率为Fs。
代码如下:```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>//定义滤波器的长度#define N 51//定义采样频率//定义滤波器的截止频率#define Fc (Fs/4)//计算滤波器的系数void calculateCoefficients(float* coefficients)float sum = 0;for (int k = 0; k < N; k++)if (k == N/2)coefficients[k] = 2 * Fc/Fs;} elsecoefficients[k] = (sin(2.0 * M_PI * Fc * (k - N/2) / Fs)) / (M_PI * (k - N/2));}sum += coefficients[k];}//归一化滤波器的系数for (int k = 0; k < N; k++)coefficients[k] /= sum;}//应用滤波器void applyFilter(float* input, float* output, float* coefficients, int length)for (int n = 0; n < length; n++)output[n] = 0;for (int k = 0; k < N; k++)if (n - k >= 0)output[n] += input[n - k] * coefficients[k];}}}int mai//定义输入信号和输出信号的长度int length = 100;//为输入信号和输出信号分配内存空间float* input = (float*)malloc(length*sizeof(float));float* output = (float*)malloc(length*sizeof(float));//为滤波器的系数分配内存空间float* coefficients = (float*)malloc(N*sizeof(float));//生成输入信号for (int n = 0; n < length; n++)input[n] = sin(2.0 * M_PI * 1000 * n / Fs);}//计算滤波器的系数calculateCoefficients(coefficients);//应用滤波器applyFilter(input, output, coefficients, length); //打印输出信号for (int n = 0; n < length; n++)printf("%f\n", output[n]);}//释放内存空间free(input);free(output);free(coefficients);return 0;```在上面的代码示例中,我们首先定义了滤波器的长度、采样频率以及截止频率。
dsp实验报告 fir实验报告
dsp实验报告 fir实验报告DSP实验报告:FIR实验报告引言:数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)是一门研究如何对数字信号进行处理和处理的学科。
其中,滤波器是数字信号处理中最常用的技术之一。
本实验报告旨在介绍FIR(Finite Impulse Response)滤波器的原理、设计和实现过程,并通过实验验证其性能。
一、FIR滤波器的原理FIR滤波器是一种线性时不变系统,其输出信号仅由输入信号的有限个历史样本决定。
其基本原理是将输入信号与滤波器的冲激响应进行卷积运算,以实现对输入信号的滤波处理。
二、FIR滤波器的设计方法1. 理想低通滤波器设计方法理想低通滤波器的频率响应在截止频率之前为1,在截止频率之后为0。
通过对理想低通滤波器的频率响应进行采样和离散化,可以得到FIR滤波器的系数序列。
2. 窗函数法设计FIR滤波器窗函数法是一种常用的FIR滤波器设计方法。
其基本思想是将理想低通滤波器的频率响应与一个窗函数进行乘积,从而得到实际可实现的FIR滤波器的系数序列。
常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、汉明窗等。
三、FIR滤波器的实现FIR滤波器可以通过直接形式和间接形式两种方式实现。
直接形式是按照滤波器的差分方程进行计算,而间接形式则是利用FFT(Fast Fourier Transform)算法将滤波器的系数序列转换为频域进行计算。
四、FIR滤波器的性能评估1. 幅频响应幅频响应是评估FIR滤波器性能的重要指标之一。
通过绘制滤波器的幅频响应曲线,可以直观地观察滤波器在不同频率下的衰减情况。
2. 相频响应相频响应是评估FIR滤波器性能的另一个重要指标。
相频响应描述了滤波器对输入信号的相位延迟情况,对于某些应用场景,相频响应的稳定性和线性性非常重要。
3. 稳态误差稳态误差是指FIR滤波器在达到稳态后输出信号与理想输出信号之间的差异。
通过对滤波器的输入信号进行模拟或实际测试,可以计算出滤波器的稳态误差,并评估其性能。
FIR低通滤波器设计
FIR低通滤波器设计一、FIR低通滤波器的设计原理FIR低通滤波器是通过截断滤波器的频率响应来实现的。
设计过程中,需要确定滤波器的截止频率和滤波器的阶数。
阶数越高,滤波器的性能越好,但需要更多的计算资源。
截止频率决定了滤波器的带宽,对应于滤波器的3dB截止频率。
低通滤波器将高频部分去除,只保留低频部分。
二、FIR低通滤波器的设计步骤1.确定滤波器的阶数N:根据滤波器的性能要求,确定阶数N,一般通过试验和优化得到。
2.确定滤波器的截止频率:根据所需的频率特性,确定滤波器的截止频率,可以根据设计要求选择合适的截止频率。
3. 建立理想的频率响应:根据滤波器的类型和截止频率,建立理想的频率响应,例如矩形窗、Hamming窗等。
4.通过傅里叶反变换得到滤波器的冲激响应:将建立的理想频率响应进行傅里叶反变换,得到滤波器的冲激响应。
5.通过采样和量化得到滤波器的离散系数:根据采样频率和滤波器的冲激响应,得到滤波器的离散系数。
6.实现滤波器:利用离散系数和输入信号进行卷积运算,得到滤波器的输出信号。
三、常用的FIR低通滤波器设计方法1.矩形窗设计法:矩形窗设计法是一种简单的设计方法,通过选择合适的滤波器阶数和截止频率,利用离散傅里叶变换求解滤波器的系数。
矩形窗设计法的优点是简单易用,但是频率响应的副瓣比较高。
2. Hamming窗设计法:Hamming窗设计法是一种常用的设计方法,通过选择合适的滤波器阶数和截止频率,利用离散傅里叶变换求解滤波器的系数。
Hamming窗设计法可以减小副瓣,同时保持主瓣较窄。
3. Parks-McClellan算法:Parks-McClellan算法是一种常用的优化设计方法,通过最小化滤波器的最大截止误差来得到滤波器的系数。
Parks-McClellan算法可以得到相对较好的频率响应,但是计算量较大。
四、总结FIR低通滤波器设计是数字信号处理中的关键任务之一、设计滤波器的阶数和截止频率是设计的关键步骤,采用不同的设计方法可以得到不同的滤波器性能。
FIR低通滤波器的设计
FIR低通滤波器的设计低通滤波器是一种常见的信号处理工具,它可以将高频信号从输入信号中滤除,只留下低频信号。
在很多应用中,低通滤波器被用于去除噪声、平滑信号、降低带宽等。
设计一个低通滤波器需要考虑多个因素,包括滤波器类型、阶数、截止频率、群延迟等。
以下是设计低通滤波器的步骤:1. 确定滤波器类型:首先需要选择滤波器的类型,常见的低通滤波器有巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)、椭圆(Elliptic)等。
每种类型的滤波器有不同的特性和设计参数,选择合适的类型取决于具体的应用需求。
2.确定滤波器阶数:滤波器的阶数与其滤波特性的平滑程度有关,阶数越高,滤波曲线越陡峭。
一般来说,阶数越高,滤波器设计越复杂,实现难度也越大。
选择适当的阶数需要在设计要求和性能之间进行平衡。
3.确定截止频率:截止频率是指滤波器在此频率以下开始滤除高频信号的频率。
确定截止频率需要考虑到信号中的有用频率范围以及滤波器对信号的影响。
需要注意的是,低通滤波器的截止频率应该小于采样频率的一半,否则会导致混叠效应。
4.根据以上参数进行滤波器设计:根据选择的滤波器类型、阶数和截止频率,可以利用不同的设计方法进行滤波器设计。
常用的设计方法有频率变换法、零极点法、传递函数设计法等。
这些方法可以通过数学计算或者使用相关软件进行设计。
5.实现滤波器:设计好滤波器后,需要将其实现到具体的系统中。
这通常涉及到电子电路、数字信号处理器(DSP)或者软件实现。
具体的实现方式取决于应用要求和所使用的平台。
在设计低通滤波器时,还需要考虑一些其他因素,例如群延迟、通带波动、阻带抑制等。
群延迟是指滤波器对不同频率的信号引起的延迟差异,通常希望群延迟尽可能平均,以避免引起相移问题。
通带波动是指滤波器在通带内的幅频响应变化情况,阻带抑制是指滤波器在阻带内对高频信号的抑制能力。
总结来说,低通滤波器设计是一个综合考虑信号需求、滤波器特性和实现条件的过程。
FIR数字低通滤波器设计
F I R数字低通滤波器设计(总14页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第1章 绪论设计的作用、目的课程设计是理论学习的延伸,是掌握所学知识的一种重要手段,对于贯彻理论联系实际、提高学习质量、塑造自身能力等于有特殊作用。
本次课程设计一方面通过MATLAB 仿真设计内容,使我们加深对理论知识的理解,同时增强其逻辑思维能力,另一方面对课堂所学理论知识作一个总结和补充。
设计任务及要求通过课程设计各环节的实践,应使学生达到如下要求:1.掌握双线性变换法及脉冲响应不变法设计IIR 数字滤波器以及窗函数法 设计FIR 数字滤波器的原理、具体方法及计算机编程。
2.观察双线性变换法、脉冲响应不变法及窗函数法设计的滤波器的频域特性,了解各种方法的特点。
3.用MATLAB 画出三种方法设计数字滤波器的幅频特性曲线,记带宽和衰减量,检查结果是否满足要求。
设计内容设计题目:FIR 数字滤波器的设计 设计内容:(1)设计一线性相位FIR 数字低通滤波器,截止频率π2.0=Ωf ,过渡带宽度 π4.0≤∆Ω,阻带衰减dB A s 30>。
(2)设计一线性相位FIR 数字低通滤波器,截止频率π2.0=Ωf ,过渡带宽度π4.0≤∆Ω,阻带衰减dB A s 50>。
第2章FIR 数字低通滤波器的原理数字低通滤波器的设计原理FIR 数字滤波器传统的设计方法有窗函数法、频率抽样法和等波纹逼近法。
用窗函数设计FIR 数字滤波器就是用有限长的脉冲相应逼近序列,其基本设计思想为:首先选定一个理想的选频滤波器,然后截取它的脉冲响应得到线性相位。
滤波器(filter ),是一种用来消除干扰杂讯的器件,将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。
对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路,就是滤波器,其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。
就是允许某一部分频率的信号顺利的通过,而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制,它实质上是一个选频电路。
FIR滤波器的设计
FIR滤波器的设计FIR(Finite Impulse Response)滤波器是一种常见的数字滤波器,其特点是具有有限的脉冲响应。
在设计FIR滤波器时,主要需要确定滤波器的阶数、滤波器的频率响应以及滤波器的系数。
滤波器的阶数是指滤波器中的延迟元素的数量。
阶数越高,滤波器的频率响应越陡峭,但也会引起计算复杂度的增加。
一般情况下,我们可以根据滤波器的需求选择合适的阶数。
滤波器的频率响应决定了滤波器在频域中的增益和衰减情况。
通常,我们会通过设计一个理想的频率响应曲线,然后利用窗函数将其转化为离散的频率响应。
设计FIR滤波器的一个常用方法是使用窗函数法。
窗函数可以将滤波器的理想频率响应曲线转换为离散的频率响应。
常见的窗函数有矩形窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等。
以设计低通滤波器为例,我们可以按照以下步骤进行FIR滤波器的设计:1.确定滤波器的阶数,即延迟元素的数量。
2.设计一个理想的频率响应曲线,包括通带的增益和截至频率,以及阻带的衰减和截止频率。
3.将理想的频率响应曲线通过其中一种窗函数进行离散化。
4.将离散化后的频率响应转换为时域的单位脉冲响应。
5.根据单位脉冲响应计算滤波器的系数。
具体的设计步骤如下:1.确定滤波器的阶数。
根据滤波器的要求和计算能力,选择一个合适的阶数。
2.设计理想的频率响应曲线。
根据滤波器的需求,确定通带和阻带的要求,以及对应的截至频率和衰减。
3.利用窗函数将理想频率响应曲线离散化。
根据选择的窗函数,进行相应的计算,得到离散化后的频率响应。
4.将离散化后的频率响应进行反变换,得到时域的单位脉冲响应。
5.根据单位脉冲响应计算滤波器的系数。
将单位脉冲响应传递函数中的z替换为频率响应值,然后进行反变换,得到滤波器的系数。
设计FIR滤波器需要根据具体的需求和设计要求进行合理的选择和计算。
通过选择合适的阶数、频率响应和窗函数,可以设计出满足需求的FIR滤波器。
FIR滤波器的设计
FIR 滤波器的设计一:性能要求1、用窗函数法设计一个线性相位FIR 低通滤波器,使用MATLAB 软件实现FIR 低通滤波器,设计指标如下:通带截止频率0.2p ωπ=,阻带截止频率0.3s ωπ=,阻带衰减不小于40dB ,通带衰减不大于3dB 。
画出滤波器的幅频响应曲线和相频响应曲线并说明窗口长度N 和窗函数类型。
2、设希望逼近的理想滤波器频率响应为()j d H e ω,其单位脉冲响应为()dh n 。
根据傅里叶变换定义,有()()j j nd dn H eh n eωω∞-=-∞=∑ (1-1)()()12jj nd dh n H e e d πωωπωπ-=⎰(1-2)同样,设要求设计的滤波器频率响应为()j H e ω,其单位脉冲响应为()h n 。
它们的傅里叶变换为()()j j nn H e h n eωω∞-=-∞=∑ (1-3)()()12j j n h n H e e d πωωπωπ-=⎰(1-4)由于()j d H eω为理想滤波器频率响应,一般为矩形频率响应曲线,故()dh n 是无限长序列,并且是非因果的;而所要设计的是物理可实现的FIR 数字滤波器,所以()h n 必须是有限长的。
因此,要用有限长序列()h n 的频率响应来逼近无限长序列()d h n 的频率响应。
为了构造一个长度为N 的线性相位FIR 数字滤波器,最有效的方法就是截取()d h n ,并保证所截取的()d h n 是关于12N n -=对称的,或者说,用一个有限长的窗函数序列()n ω来截取()d h n ,既()()()d h n n h n ω= (1-5)实际设计的滤波器的单位脉冲响应为()h n ,长度为N ,其系统函数为()H z ,这样用一个有限长的序列()h n 去代替()d h n ,肯定会引起误差,表现在频域就是通常所说的吉布斯效应。
该效应引起过渡带加宽以及通带和阻带内的波动,尤其使阻带的衰减减小,从而满足不了技术上的要求。
FIR滤波器设计与实现实验报告
FIR滤波器设计与实现实验报告目录一、实验概述 (2)1. 实验目的 (3)2. 实验原理 (3)3. 实验设备与工具 (4)4. 实验内容与步骤 (6)5. 实验数据与结果分析 (7)二、FIR滤波器设计 (8)1. 滤波器设计基本概念 (9)2. 系数求解方法 (10)频谱采样法 (11)最小均方误差法 (14)3. 常用FIR滤波器类型 (15)线性相位FIR滤波器 (16)非线性相位FIR滤波器 (18)4. 设计实例与比较 (19)三、FIR滤波器实现 (20)1. 硬件实现基础 (21)2. 软件实现方法 (22)3. 实现过程中的关键问题与解决方案 (23)4. 滤波器性能评估指标 (25)四、实验结果与分析 (26)1. 实验数据记录与处理 (27)2. 滤波器性能测试与分析 (29)通带波动 (30)虚部衰减 (31)相位失真 (32)3. 与其他设计方案的对比与讨论 (33)五、总结与展望 (34)1. 实验成果总结 (35)2. 存在问题与不足 (36)3. 未来发展方向与改进措施 (37)一、实验概述本次实验的主要目标是设计并实现一个有限脉冲响应(Finite Impulse Response,简称FIR)滤波器。
FIR滤波器是数字信号处理中常用的一种滤波器,具有线性相位响应和易于设计的优点。
本次实验旨在通过实践加深我们对FIR滤波器设计和实现过程的理解,提升我们的实践能力和问题解决能力。
在实验过程中,我们将首先理解FIR滤波器的基本原理和特性,包括其工作原理、设计方法和性能指标。
我们将选择合适的实验工具和环境,例如MATLAB或Python等编程环境,进行FIR滤波器的设计。
我们还将关注滤波器的实现过程,包括代码编写、性能测试和结果分析等步骤。
通过这次实验,我们期望能够深入理解FIR滤波器的设计和实现过程,并能够将理论知识应用到实践中,提高我们的工程实践能力。
本次实验报告将按照“设计原理设计方法实现过程实验结果与分析”的逻辑结构进行组织,让读者能够清晰地了解我们实验的全过程,以及我们从中获得的收获和启示。
fir低通滤波器计算
fir低通滤波器计算引言:数字滤波器在信号处理中起着至关重要的作用。
其中,低通滤波器是一种常用的滤波器类型,用于去除信号中的高频成分,提取出较低频率的信号。
本文将介绍fir低通滤波器的计算原理和步骤,并通过实例进行说明。
一、fir低通滤波器简介fir(Finite Impulse Response)低通滤波器是一种无限长冲激响应滤波器,其特点是有限的输入信号产生有限的输出响应。
fir低通滤波器通过对输入信号进行加权平均,滤除高频成分,保留低频成分。
二、fir低通滤波器的计算步骤1. 确定滤波器的阶数和截止频率:阶数决定了滤波器的复杂程度,截止频率决定了滤波器的频率范围。
2. 设计滤波器的频率响应曲线:可以使用窗函数、最小二乘法等方法设计fir滤波器的频率响应曲线。
3. 计算滤波器的冲激响应:根据设计的频率响应曲线,通过傅里叶逆变换计算滤波器的冲激响应。
4. 对冲激响应进行归一化:将冲激响应的幅值归一化,使得滤波器的增益为1。
5. 计算滤波器的系数:根据归一化后的冲激响应,计算滤波器的系数。
三、fir低通滤波器的实例计算假设我们要设计一个阶数为10的fir低通滤波器,截止频率为2kHz。
下面是具体的计算步骤:1. 确定滤波器的阶数和截止频率:阶数为10,截止频率为2kHz。
2. 设计滤波器的频率响应曲线:可以选择矩形窗函数作为频率响应曲线。
3. 计算滤波器的冲激响应:对矩形窗函数进行傅里叶逆变换,得到滤波器的冲激响应。
4. 对冲激响应进行归一化:将冲激响应的幅值归一化。
5. 计算滤波器的系数:根据归一化后的冲激响应,计算滤波器的系数。
通过以上步骤,我们可以得到滤波器的系数。
然后,我们可以将待滤波的信号与滤波器的系数进行卷积运算,得到滤波后的信号。
四、总结fir低通滤波器是一种常用的数字滤波器,用于去除信号中的高频成分,提取出较低频率的信号。
本文介绍了fir低通滤波器的计算步骤,并通过实例进行了说明。
基于频率抽样法的低通FIR滤波器的设计
基于频率抽样法的低通FIR滤波器的设计频率抽样法是一种常见的低通FIR滤波器设计方法。
FIR滤波器是一种无反馈的数字滤波器,通过对输入信号的每个采样点进行加权平均来输出滤波后的信号。
在频率抽样法中,滤波器的频率响应是通过在频率域进行采样和插值得到的。
首先,我们需要确定滤波器的截止频率。
截止频率是指滤波器在此频率以上的信号会被抑制,而在此频率以下的信号会被保留。
截止频率的选择要根据实际应用需求进行。
通常情况下,截止频率的选择是基于信号的带宽及噪声的影响。
接下来,我们要确定滤波器的阶数。
阶数是指FIR滤波器中加权延迟线的数量。
阶数的选择会影响滤波器的截止带宽、过渡带宽和频率响应的幅频特性。
然后,我们需要确定频率抽样点的数量。
频率抽样点的选择会影响滤波器的频率响应的分辨率。
通常情况下,频率抽样点的数量越多,分辨率越高,但是计算复杂度也会增加。
在确定了上述参数后,我们可以按照以下步骤进行基于频率抽样法的低通FIR滤波器的设计:1.在频率域中定义一个理想低通滤波器的频率响应,该频率响应在截止频率以下的频率范围内具有幅度为1的增益,而在截止频率以上的频率范围内具有幅度为0的增益。
2.计算频率抽样点的间隔,即频率抽样点之间的频率间隔。
频率抽样点的数量可以根据需要进行选择,一般选择足够大的数值来保证滤波器的精度和性能。
3.在频率域中选择频率抽样点,这些频率点应该尽量均匀地分布在滤波器的所需频率范围内。
4.对于每个频率抽样点,计算出其对应的滤波器的幅度响应。
幅度响应可以通过将理想低通滤波器的频率响应与频率抽样点进行卷积求得。
5.按照频率抽样点的顺序,将得到的幅度响应值转换为时域中的滤波器的冲激响应。
可以使用逆傅里叶变换来实现这一转换。
在计算逆傅里叶变换时,需要使用快速傅里叶变换算法来加快计算速度。
6.最后,根据所得到的滤波器的冲激响应,可以通过对输入信号的每个采样点进行加权平均来实现滤波器的操作。
低通FIR数字滤波器设计
低通FIR数字滤波器设计(1)设计方案本设计利用窗函数法设计了一个低通FIR数字滤波器,利用所设计的滤波器对多个频带叠加的正弦信号进行处理,对比滤波前后的信号时域和频域图。
FIR 滤波器具有严格的相位特性,对于信号处理和数据传输是很重要的。
目前FIR滤波器的设计方法主要有三种:窗函数法、频率取样法和切比雪夫等波纹逼近的最优化设计方法。
由于窗函数法比较简单,可应用现成的窗函数公式,在技术指标要求高的时候是比较灵活方便的,本设计方案选用窗函数法基本思路:从时域出发设计 h(n)逼近理想 hd(n)。
设理想滤波器的单位响应在时域表达为hd(n),则hd(n) 一般是无限长的,且是非因果的,不能直接作为FIR 滤波器的单位脉冲响应。
要想得到一个因果的有限长的滤波器单位抽样响应 h(n),最直接的方法是先将hd(n)往右平移,再进行截断,即截取为有限长因果序列:h(n)=hd(n)w(n),并用合适的窗函数进行加权作为 FIR 滤波器的单位脉冲响应。
按照线性相位滤波器的要求,线性相位FIR数字低通滤波器的单位抽样响应h(n)必须是偶对称的。
对称中心必须等于滤波器的延时常数,即用矩形窗设计的FIR 低通滤波器,所设计滤波器的幅度函数在通带和阻带都呈现出振荡现象,且最大波纹大约为幅度的9%,返个现象称为吉布斯(Gibbs)效应。
为了消除吉布斯效应,一般采用其他类型的窗函数。
MATLAB 设计 FIR 滤波器有多种方法和对应的函数。
从根本上讲,使用窗函数的目的就是消除由无限序列的截短而引起的Gibbs现象所带来的影响。
(2)MATLAB程序设计和仿真图MATLAB程序如下:f1=100;f2=200;%待滤波正弦信号频率fs=2000;%采样频率m=(0.3*f1)/(fs/2);%定义过度带宽M=round(8/m);%定义窗函数的长度N=M-1;%定义滤波器的阶数b=fir1(N,0.5*f2/(fs/2));%使用fir1函数设计滤波器%输入的参数分别是滤波器的阶数和截止频率figure(1)[h,f]=freqz(b,1,512);%滤波器的幅频特性图%[H,W]=freqz(B,A,N)当N是一个整数时函数返回N点的频率向量和幅频响应向量plot(f*fs/(2*pi),20*log10(abs(h)))%参数分别是频率与幅值xlabel('频率/赫兹');ylabel('增益/分贝');title('滤波器的增益响应');figure(2)subplot(211)t=0:1/fs:0.5;%定义时间范围和步长s=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);%滤波前信号plot(t,s);%滤波前的信号图像xlabel('时间/秒');ylabel('幅度');title('信号滤波前时域图');subplot(212)Fs=fft(s,512);%将信号变换到频域AFs=abs(Fs);%信号频域图的幅值f=(0:255)*fs/512;%频率采样plot(f,AFs(1:256));%滤波前的信号频域图xlabel('频率/赫兹');ylabel('幅度');title('信号滤波前频域图');figure(3)sf=filter(b,1,s);%使用filter函数对信号进行滤波%输入的参数分别为滤波器系统函数的分子和分母多项式系数向量和待滤波信号输入subplot(211)plot(t,sf)%滤波后的信号图像xlabel('时间/秒');ylabel('幅度');title('信号滤波后时域图');axis([0.2 0.5 -2 2]);%限定图像坐标范围subplot(212)Fsf=fft(sf,512);%滤波后的信号频域图AFsf=abs(Fsf);%信号频域图的幅值f=(0:255)*fs/512;%频率采样plot(f,AFsf(1:256))%滤波后的信号频域图xlabel('频率/赫兹');ylabel('幅度');title('信号滤波后频域图');低通的FIR数字滤波器的仿真图如图8~图10所示:图8低通FIR滤波器的增益响应图9 滤波前的信号时域图和频域图图10 滤波后的信号时域图和频域图。
基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计
基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计FIR(Finite Impulse Response)低通滤波器是一种常用的数字滤波器,常用于信号处理和通信系统中,可以用于信号去噪、信号平滑和频率分析等应用。
本文将讨论基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计原理和步骤。
汉明窗函数是一种常用的窗函数,它能够在频域上对滤波器的频率响应进行调整,从而实现滤波器在频率上的截止效果。
汉明窗函数的特点是窗口两端的幅度衰减较慢,能够提供较好的低频衰减特性。
设计基于汉明窗函数的FIR低通滤波器,一般包括以下步骤:1. 确定滤波器的阶数和截止频率:阶数决定了滤波器的复杂度,而截止频率则决定了滤波器的频率截止效果。
根据具体应用需求,选择适当的阶数和截止频率。
2. 计算滤波器的理想频率响应:理想的低通滤波器频率响应在截止频率之前的幅度为1,截止频率之后的幅度为0。
根据滤波器的阶数和截止频率,计算出滤波器的理想频率响应。
3. 计算滤波器的单位冲激响应:使用逆离散傅里叶变换(IDFT)将滤波器的理想频率响应转换为单位冲激响应。
单位冲激响应描述了滤波器对单位冲激信号的响应。
4. 应用窗函数:将计算得到的单位冲激响应与汉明窗函数进行卷积操作,从而得到最终的滤波器冲激响应。
窗函数的作用是降低滤波器的频率响应在截止频率附近的波动,使滤波器具备较好的截止频率特性。
5. 设计具体的滤波器系数:通过对滤波器的冲激响应进行采样,得到滤波器的系数。
滤波器系数是滤波器的频率响应和相位响应的离散表示,决定了滤波器的实际滤波效果。
6. 优化滤波器性能:可以采用窗函数和滤波器阶数的调整来优化滤波器的性能。
调整窗函数可以改变滤波器的频率特性,调整阶数可以改变滤波器的频率截止效果。
在设计完成后,可以将设计得到的FIR低通滤波器应用于实际的信号处理或通信系统中。
通过滤波器的输入信号与滤波器系数的卷积运算,可以得到滤波器输出信号,从而实现对输入信号的滤波处理。
需要注意的是,在实际应用中,可能还需要考虑滤波器的响应时间、滤波器的实现形式(直接形式、级联形式等)等因素。
基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计与实现
基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计与实现FIR(Finite Impulse Response)滤波器是一种常用的数字滤波器。
本文将基于汉明窗函数设计并实现一个FIR低通滤波器。
首先,我们需要了解什么是汉明窗函数。
汉明窗函数是一种常用的窗函数类型,用于在时域上对信号进行截断。
它的数学表达式为:w(n) = 0.54 - 0.46 * cos(2πn/(N-1))其中,n是窗口的索引,N是窗口的长度。
汉明窗函数的特点是中心幅度较高,边缘幅度较低,适合用于低通滤波器的设计。
接下来,我们将具体介绍如何设计和实现基于汉明窗函数的FIR低通滤波器。
1. 确定设计参数:- 我们需要确定滤波器的抽样频率Fs。
- 确定滤波器的截止频率Fc,它决定了我们希望滤除的高频信号。
- 确定滤波器的阶数N,它决定了滤波器的性能。
2. 计算滤波器系数:- 根据滤波器的长度N,计算出汉明窗函数w(n)的系数。
- 设计一个理想的低通滤波器的频率响应Hd(f),理想情况下,在截止频率Fc之前,全部通过;在截止频率Fc之后,全部抑制。
- 将Hd(f)与w(n)进行卷积,得到滤波器的时域响应h(n)。
- 将h(n)进行归一化处理,得到滤波器的系数。
3. 实现滤波器:- 根据所选的软件或硬件平台,选择适当的工具和编程语言进行实现。
- 将滤波器系数输入到实现平台,并通过数字信号处理算法对输入信号进行滤波。
4. 验证和优化:- 验证滤波器的性能,包括滤波器的截止频率、幅频响应、相频响应等。
- 如果需要进一步优化性能,可以尝试不同的窗函数类型、滤波器阶数等参数的组合。
需要注意的是,FIR滤波器的主要优点是线性相位响应和稳定性。
但它的缺点是计算复杂度较高,尤其是在滤波器阶数较高时。
总结起来,本文基于汉明窗函数介绍了FIR低通滤波器的设计和实现过程。
根据任务描述的要求,我们避免了出现网址链接和设计政治内容。
这个滤波器设计方法可以应用于音频信号处理、图像处理、通信系统等领域中,具有较好的滤波效果和实际应用价值。
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武夷学院数字信号与处理(DSP)课程设计报告设计题目:FIR低通滤波器设计班级:08电信2班姓名:学号:200840820指导老师:设计时间:2011年11月28日至2011年12月11日一、 设计任务及要求。
设计任务:通带边缘频率 10kHz ,阻带边缘频率 25kHz ,阻带衰减75dB ,采样频率 50kHz 的低通滤波器。
二、 总体设计思路及功能描述(附框图)。
有限冲击响应滤波原理:数字滤波是将输入的信号序列,按规定的算法进行处理,从而得到所期望的输出序列。
一个线性位移不变系统的输出序列y[n]与输入序列x[n]之间的关系,应满足常系数线性差分方程:101()()()N Mi i i i y n b x n i a yn i -===---∑∑式中,X (n )为输入序列;Y (n )为输出序列;a 和b 为滤波器系数;N 为滤波器阶数。
若所有的a 均为0,则得到FIR 滤波器的差分方程为1()()N i i y n b xn i -==-∑对这式进行Z 变FIR 滤波器的传递函数为110()()()N i i Y z Hz b zX z --===∑FIR 滤波器的结构图如下:FIR 滤波器的单位冲激响应()h n 是一个有限长序列。
若()h n 为实数,且满1z - 1z -1z -+bb2N b -(1)x n N -+(1)x n -()x n()y n足偶对称或奇对称的条件,即()(1)h n h N n =--或()(1)h n h N n =---,则FIR滤波器具有线性相位特性。
偶对称线性相位FIR 滤波器的差分方程为120()[()(1)]Nii yn bxn i xn N i -==-+-++∑式中,N 为偶数。
在数字滤波器中,FIR 滤波器无反馈回路,是一种无条件系统;并且可以设计成具有线性相位特性。
FIR 数字滤波器阶数计算:-过渡带宽度=阻带边缘频率-通带边缘频率=25-10=15kHz-采样频率:f1=通带边缘频率+(过渡带宽度)/2=10000+15000/2=12.5kHz Ω1=2πf1/fs=0.64π-理想低通滤波器脉冲响应:h1[n]=sin(n Ω1)/n/π=sin(0.64πn)/n/π -根据要求,选择布莱克曼窗,窗函数长度为: N=5.98fs/过渡带宽度=5.98*50/15=20 -选择 N=20,窗函数为:w[n]=0.42+0.5cos(2πn/24)+0.8cos(4πn/24) -滤波器脉冲响应为:h[n]=h1[n]w[n] |n|≤12 h[n]=0 |n|>12根据上面计算,各式计算出h[n] ,然后将脉冲响应值移位为因果序列。
在matlab 中算出滤波系数: 如下:B=fir1(19,(10+25)/50,blackman(20)) B =Columns 1 through 13-0.0000 -0.0001 -0.0014 0.0055 -0.0060 -0.0123 0.0509 -0.0677 -0.0300 0.5609 0.5609 -0.0300 -0.0677Columns 14 through 200.0509 -0.0123 -0.0060 0.0055 -0.0014 -0.0001 -0.0000-完成的滤波器的差分方程为:y[n]=-0.00x[n-2]-0.00x[n-3]-0.001x[n-4]+0.001x[n-5]-0.006x[n-6]-0.01x[n-7]+0.05x[n-8]-0.07x[n-9]-0.56x[n-10]+0.56x[n-11]-0.03x[n-12]-0.07x[n-13+0.05x[n-14]-0.01x[n-15]-0.006x[n-16]+0.006x[n-17]-0.001x[n-18]-0.00x[n-19]FIR数字滤波器设计方法由:窗函数法、频率抽样法。
窗函数法分为固定窗和可变窗。
窗函数法窗函数法的设计思想是按照所要求的理想滤波器频率响应错误!未找到引用源。
,设计一个FIR滤波器,使之频率响应错误!未找到引用源。
来逼近错误!未找到引用源。
先由错误!未找到引用源。
的傅里叶反变换导出理想滤波器的冲激响应序列错误!未找到引用源。
,即:由于错误!未找到引用源。
是矩形频率特性,所以错误!未找到引用源。
是一无限长的序列,且是非因果的,而要计的FIR滤波器的冲激响应序列是有限长的,所以要用有限长的序列h(n)来逼近无限长的序列错误!未找到引用源。
,最有效的方法是截断错误!未找到引用源。
,或者说用一个有限长度的窗口函数w(n)序列来截取错误!未找到引用源。
,即: 错误!未找到引用源。
布莱克曼窗增加一个二次谐波余弦分量,可进一步降低旁瓣,但主瓣宽度进一步增加,增加N可减少过渡带。
频谱的幅度函数为:+0.04程序功能顺序图调试的步骤及调试过程中出现的问题以及解决方法。
1.连接实验箱2.设置Code Composer Studio 2.21 在硬件仿真(Emulator)方式下运行: ---设置CCS 通过ICETEK-5100USB 仿真器连接ICETEK-VC5416-AR 硬件环境进行软件调试和开发单击桌面上图标:进入CCS 设置窗口。
(2)在出现的窗口如下图先点击Clear ,选择“是”;之后选择VC5409 Emulator 配置,单击 “ import”输入配置,最后按下Close ;Fir 滤波用滤波器系数乘以保存的N-1个输入值和当前输入值并求和返回计算结果调用波形发生子程序产生混叠的波形(高调用fir 滤波子程序计算当前输出开始初始化工作变量 波形发生计算步长用标准C 的sin 函数和cos 函数计算当前波形值返回波形值(3)接着在下面的窗口中按标号顺序进行如下选择:(4)在出现的窗口按标号顺序进行如下设置:(5)在出现的窗口按标号顺序进行如下设置:以上设置完成后,CCS 已经被设置成Emulator 的方式(用仿真器连接硬件板卡的方式),并且指定通过ICETEK-5100USB 仿真器连接ICETEK-VC5416-AR 评估板。
3.启动Code Composer Studio 2.21:(1)启动Simulator 方式双击桌面上图标(2)启动Emulator 方式首先将实验箱电源关闭。
连接实验箱的外接电源线。
检查ICETEK-5100USB 仿真器的黑色JTAG 插头是否正确连接到ICETEK-VC5416-AR板的J3 插头上。
注:仿真器的插头中有一个孔加入了封针,与J3 插头上的缺针位置应重合,保证不会插错。
检查是否已经用电源连接线连接了ICETEK-VC5416-AR 板上的POW1 插座和实验箱底板上+5V 电源插座。
检查其他连线是否符合实验要求。
检查实验箱上三个拨动开关位置是否符合实验要求。
打开实验箱上电源开关(位于实验箱底板左上角),注意开关边上红色指示灯点亮。
ICETEK-VC5416-AR 板上指示灯D5 和D6 点亮。
如果打开了ICETEK-CTR 的电源开关,ICETEK-CTR 板上指示灯L1、L2 和L3 点亮。
如果打开了信号源电源开关,相应开关边的指示灯点亮。
用实验箱附带的USB 信号线连接ICETEK-5100USB 仿真器和PC 机后面的USB 插座,注意ICETEK-5100USB 仿真器上指示灯Power 和Run 灯点亮。
双击桌面上仿真器初始化图标:如果出现下面提示窗口,表示初始化成功,按一下空格键进入下一步操作。
如果出现下面提示窗口,表示初始化成功,按一下空格键进入下一步操作。
如果窗口中没有出现“按任意键继续…”,请关闭窗口,关闭实验箱电源,再将USB电缆从仿真器上拔出,返回第(2)步重试。
如果窗口中出现“The adapter returned an error.”,并提示“按任意键继续…”,表示初始化失败,始化失败,请关闭窗口重试两三次,如果仍然不能初始化则关闭实验箱电源,再将USB电缆从仿真器上拔出,返回第(2)步重试。
双击桌面上图标:启动CCS2.21。
如果进入CCS 提示错误,先选“Abort”,然后用“初始化ICETEK-5100USB2.0 仿真器”初始化仿真器,如提示出错,可多做几次。
如仍然出错,拔掉仿真器上USB接头(白色方形),按一下ICETEK-VC5416-AR 板上S1 复位按钮,连接USB 接头,再做“初始化ICETEK-5100 USB2.0 仿真器”。
如果遇到反复不能连接或复位仿真器、进入CCS 报错,请打开Windows 的“任务管理器”,在“进程”卡片上的“映像名称”栏中查找是否有“cc_app.exe”,将它结束再试。
4、新建一个工程文件(1)选择菜单“Project”的“New…”项按编号顺序操作建立20084082047pjt 工程文件:(2)在工程文件中添加程序文件:选择菜单“Project”的“Add Files to Project…”项;在“Add Files to Project”对话框中选择文件目录为C:\ICETEK-VC5416-EDULab\Lab0402- LedArray\LedArray.pjt,改变文件类型为“C Source Files(*.c;*.ccc)”,选择显示出来的文件“fir.c”;重复上述各步骤,添加fir.cmd文件到20084082047工程中;添加C:\ti\C5400\cgtools\lib\rts.lib。
5、打开工程文件:将系数放入fHn数组中:-0.00, -0.000,-0.001 ,0.006,-0.006, -0.012,0.051, -0.068,-0.03, 0.56, 0.56, -0.03, -0.068,0.05,-0.012,-0.006, 0.0056, -0.001, -0.00, -0.006、编译、下载程序。
选择菜单“Project”的“Rebuild All”项,或单击工具条中的按钮;注意编译过程中CCS 主窗口下部的“Build”提示窗中显示编译信息,最后将给出错误和警告的统计数。
7、运行程序观察结果:波形发生程序的结果:低通滤波后的结果:8、结束程序运行,退出CCS。
设计心得体会通过这次课程设计,我了解了fir低通滤波器的基本原理及设计方法,对dsp课程的了解更加深入,此外,也知道了团队合作的重要性,虽然是一个人一组,但是各组之间相互讨论更加深了大家对此课程的认识。
这个课程设计让我明白了,付出是有收获的。
参考文献[1] 吴冬梅,张玉杰,Dsp技术及应用,北京大学出版社1988.177-191[2]董锡君,董绍平,模块法设计FIR的数字滤波器的一种新方法。