基于matlab的fir和iir數字濾波器的設計與仿真-資料下載頁

【導讀】遞的速度，都在快速地增加。信號是信息傳播的載體，但在信號產生、發送以及。傳播的過程中，都會不可避免地引入一些其他的信號成分。所以，在進行信號處。在電子系統中，這個任務通常由濾波器來完成。本文主要內容是通過MATLAB工具設計兩種數字濾波器的基本方法。以往傳統的數字濾波器設計方法步驟繁瑣，計算環節繁雜，一旦設計完成，而MATLAB及其附帶的工具箱功能十分強大，我們利用該軟件設計上。改進，節省時間和工作量，優點十分顯著。

　　

【正文】 real_T *y = ssGetOutputPortRealSignal(S,0)。 real_T *x = ssGetContStates(S)。 InputRealPtrsType uPtrs = ssGetInputPortRealSignalPtrs(S,0)。 UNUSED_ARG(tid)。 /* not used in single tasking mode */ t=U(0)。 //if(i63) i=0。 calc()。 // if (ssIsSampleHit(S, 1, tid)) {CLK1++。 if(CLK199) CLK1=0。} y[0]=average。 // i++。 } static void calc(void) { int i,j。 i=0。 j=0。 安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 coff[0]=。 coff[1]=。 coff[2]=。 coff[3]=。 coff[4]=。 coff[5]=。 coff[6]=。 coff[7]=。 coff[8]=。 coff[9]=。 coff[10]=。 coff[11]=。 coff[12]=。 coff[13]=。 coff[14]=。 coff[15]=。 coff[16]=。 coff[17]=。 coff[18]=。 coff[19]=。 coff[20]=。 coff[21]=。 coff[22]=。 coff[23]=。 coff[24]=。 coff[25]=。 coff[26]=。 coff[27]=。 coff[28]=。 coff[29]=。 coff[30]=。 coff[31]=。 for(i=0。i32。i++) { y[i]=x[i]。 sum=sum+coff[i]*x[i]。 } for(i=1。i32。i++) {t1=y[i1]。 x[i]=t1。} 安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 x[0]=t。 average=sum。 sum=0。 } //define MDL_DERIVATIVES /* Function: mdlDerivatives ================================================= * Abstract: * xdot = Ax + Bu */ /*static void mdlDerivatives(SimStruct *S) { real_T *dx = ssGetdX(S)。 real_T *x = ssGetContStates(S)。 InputRealPtrsType uPtrs = ssGetInputPortRealSignalPtrs(S,0)。 //real_T Ts=3。 // x[0]=U(0)+1。 }*/ /* Function: mdlTerminate ===================================================== * Abstract: * No termination needed, but we are required to have this routine. */ static void mdlTerminate(SimStruct *S) { UNUSED_ARG(S)。 /* unused input argument */ } ifdef MATLAB_MEX_FILE /* Is this file being piled as a MEXfile? */ include /* MEXfile interface mechanism */ else include /* Code generation registration function */ endif 安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 Ti公司基于 DSP 實現 FIR濾波器的程序 include include include define FIRNUMBER 16 float fir_filter(float IQ_load)。 float fir_out。 float fir_fil[FIRNUMBER]。 float fHn[FIRNUMBER]={ , , , , }。 float sum0=0,sum1=0,sum2=0,fir_sum=0。 int fir_count=0。 float fHn_sum=0。 float fir_filter(float IQ_load) //FIR 濾波器 { for ( fir_count=FIRNUMBER1。fir_count0。fir_count ) { fir_fil[fir_count]=fir_fil[fir_count1]。 } fir_fil[0] = IQ_load。 fir_sum = fir_fil[0]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[1]*fHn[1]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[2]*fHn[2]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[3]*fHn[3]。 安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 fir_sum = fir_sum + fir_fil[4]*fHn[4]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[5]*fHn[5]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[6]*fHn[6]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[7]*fHn[7]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[8]*fHn[8]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[9]*fHn[9]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[10]*fHn[10]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[11]*fHn[11]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[12]*fHn[12]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[13]*fHn[13]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[14]*fHn[14]。 fir_sum = fir_sum + fir_fil[15]*fHn[15]。 return fir_sum/2。 } 本章小結 本章簡單介紹了 MATLAB 和 Sfunction，而且介紹并且設計了 FIR 數字濾波器，基于 Simulink 進行了仿真，給出了 Ti 公司基于 DSP 實現 FIR 濾波器的程序。 安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 第四章 基于 MATLAB 的 IIR 數字濾波器設計 IIR 濾波器基礎簡介 按脈沖響應時間分類，數字濾波器被人們分為有限脈沖響應濾波器 (FIR)和無限脈沖響應濾波器 (IIR，這兩種濾波器的總體系統函數分別如下所示 : (FIR) (IIR) IIR 濾波器的特點是 :與 FIR 濾波器相比， IIR 濾波器的幅頻特性都比較好，但輸出信號相位非嚴格線性，通常只適用于對信號相位要求不嚴格的場合，比如人類的語音通話以及其他音頻處理過程。 MATLAB 濾波器工具設計 IIR 濾波器實例 IIR 濾波器的設計 在 MATLAB 中輸入 fdatool，回車后進入濾波器設計界面，然后選擇濾波器參數如圖 41 所示： 圖 41 IIR 濾波器參數選擇 ???????? NkkkMrrrzazbzH101)(??? ?? 10 )()( Nn nznhzH安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 Response Type 選擇 Lowpass； Design Method 選擇 IIR， Window； Filter Order 選擇 Specify order、 4階； Frequency Specifications 中 Units 選擇 Hz、 Fs:48000、 Fc:10800 點擊 Design filter，設計濾波器。 然后就得到了濾波器系數。我們可以通過點擊 Analysis 下的 Filter Coefficients 來觀察濾波器的系數，如圖 42 所示。 圖 42 IIR 濾波器系數顯示 圖中所顯示 系數經過簡單計算可以得到公式 41中的系數 bi和 ai。 (41) 因此根據公式就設計出了濾波器。 IIR 濾波器的仿真 這里使用的方法與之前的 FIR 濾波器的仿真基本類似，先根據圖 43搭建仿真圖。 ?? ?? ???? Ni iMi i inyainxbny 10 )()()(安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 圖中九個輸入信號分別是 50Hz、 100Hz、 150Hz、 200Hz、 250Hz、 300Hz、 350Hz、400Hz 和常數 50。 Powergui 則是用來觀察和分析信號的。 Sfunction 是通過已計算出的濾波器系數編寫程序實現公式（ 42）來代替濾波器。 (42) 圖 43 IIR 濾波器仿真圖 點擊仿真開始按鈕，雙擊 Scope2 得到濾波前后的波形。如圖 34，上部分為濾波前波形，下部分為濾波后波形。 下面通過 powergui 器件觀察濾波器的濾波效果。雙擊 powergui 器件，選擇FFT Analysis 觀察濾波前后波形。分別如圖 4圖 46 所示。 ?? ?? ???? Ni iMi i inyainxbny 10 )()()(安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 圖 44 濾波前后波形 圖 45 濾波前 FFT analysis 安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 圖 46 濾波后 FFT analysis 下面給出 Sfunction 中程序內容： define S_FUNCTION_NAME i2 //define S_FUNCTION_NAME i2 //define S_FUNCTION_NAME i2 define S_FUNCTION_LEVEL 2 inclu