内容发布更新时间 : 2024/12/25 22:21:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
数字信号处理EXPIII型教学实验系统 第 6 页
实验二 有限冲击响应滤波器（FIR）算法实验
一、实验目的
1． 掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法； 2． 熟悉线性相位FIR数字滤波器特性； 3． 了解各种窗函数对滤波特性的影响。 二、实验设备
计算机，CCS 2.0 版软件，实验箱，DSP仿真器。 三、实验原理
1． 有限冲击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、贝塞尔滤波器）； 3． 数字滤波器系数的确定方法。 四、实验步骤
1． 复习如何设计FIR数字滤波；阅读本实验原理，掌握设计步骤； 2． 阅读本实验所提供的样例子程序；
3．运行CCS软件，对样例程序进行跟踪，分析结果； 4．填写实验报告。 5．样例程序实验操作说明 A．实验前准备
1) 正确完成计算机、DSP仿真器和实验箱连接后，系统上电； 2) 置下列拨码开关，其它开关按缺省设置；
JP3拨码开关： 码位 1 2 3 4 5 6 备注 OFF： OFF： ON： OFF： OFF： ON： SW2拨码开关： SW2 1 2 3 4 备 注 码位 数字信号处理EXPIII型教学实验系统 第 7 页 OFF OFF OFF OFF S23拨码开关: 码位 1
备注 ON 使用默认中断分配 3）置拨码开关S23的1到OFF，用示波器分别观测模拟信号源单元的2号孔“信号源1”和“信号源2”输出的模拟信号，分别调节信号波形选择、信号频率、信号输出幅值等旋钮，直至满意，置拨码开关S23的1到ON，两信号混频输出； 本样例实验程序建议：采用两路正弦波信号的混叠信号作为输入信号；
低频正弦波信号：幅值 5V，频率<20KHz；
高频正弦波信号：幅值 2.5V，频率>70KHz； 可在2号孔“信号源1”点用示波器观察混叠信号。
4) 用导线连接“信号源”2号孔“信号源1”和“A/D单元”2号孔“ADIN1”。 B．实验
启动CCS 2.0，Project/Open打开“Algorithm”目录中“Exp02_fir”子目录下“Exp-FIR-AD.pjt”工程文件；双击“Exp-FIR-AD.pjt” 及“Source”可查看各源程序；加载“Exp-FIR-AD.out”；在主程序中，在flag = 0处设置断点；单击“Run”运行程序，程序将运行至断点处停止；
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用View / Graph / Time/Frequency打开一个图形观察窗口；设置观察图形窗口变量及参数为：采用双踪观察启始地址分别为x和y，长度为256的单元中数值的变化，数值类型为32位浮点型变量，这两个数组中分别存放的是经A/D转换后的输入混叠信号（输入信号）和对该信号进行FIR滤波的结果；
单击“Animate”运行程序，或按F10运行程序；调整观察窗口并观察滤波结果；
单击“Halt”暂停程序运行，激活“Exp-FIR-AD.c”的编辑窗口；
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实验程序说明：该程序为51阶FIR低通滤波器算法程序，采用矩形窗函数实现，数组h和xmid长度均为51，fs为采样频率，fstop为滤波器截止频率，可以修改以上参数来改变滤波器性能。
重新“Rebuild All”后，重新加载，单击“Animate”，可得到不同的实验结果。 实验结果：在CCS2.0环境，同步观察输入信号及其FIR低通滤波结果。 五、思考题
1． 如果给定通带截止频率和阻带截止频率以及阻带最小衰减，如何用窗函数法设计
线性相位低通滤波器？写出设计步骤。
2． 定性说明本实验中，3dB截止频率的理论值在什么位置？是否等于理想低通的截
止频率？
3． 如果要求用窗函数法设计带通滤波器，且给定上下边带截止频率，试求理论带通
的单位脉冲响应。
六、实验报告要求
1． 简述实验目的及理论。
2． 自己设计一串数据应用样例子程序，进行滤波。 3． 总结设计FIR滤波器的主要步骤。 4． 描绘出输入、输出数组的曲线 七、FIR程序参数说明
系统函数
H(z)??bkZ?k
k?0M
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对应的常系数线性差分方程：y(n)?程序参数说明：
?bx?n?k?
kk?0输入信号：输入信号经A/D转换后，写入数组x，长度256，32位浮点型； 输出信号：FIR低通滤波器输出，写入数组y，长度256，32位浮点型。 八、程序流程图：
初始化输入低通滤波器各频率参数构建滤波器频域特性波形调用FIR滤波器参数计算子程序计算各参数构建FIR滤波器进行滤波END