DSP实验报告材料 高通滤波器
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高通滤波器设计报告
学号：172030085
： 徐 军
一、实验目的：
1、了解FIR滤波器的原理及使用方法；
2、了解使用Matlab语言设计FIR滤波器的方法；
3、了解用DSP来实现FIR滤波器的设计及编程方法；
4、熟悉在CCS环境下对FIR滤波器的调试方法。
二、实验要求：
设计一个FIR高通滤波器，输入信号是频率为25Hz，50Hz的合成等幅信号，要求滤去25Hz信号成分，保留50Hz的信号成分。
三、实验设计：
本实验要求滤去25Hz的信号成分，保留50Hz的信号，根据耐特斯特准侧，采样频率需要大于最高频率的2倍，即设计的采样频率至少为100Hz的高通滤波器。先在MATLAB中验证设计思路，将得到的滤波器参数调用到DSP程序中，这样可以简化编译汇编连接的过程。然后通过图形仿真查看滤波前后的波形和频谱图。
四、实验步骤：
1、 滤波器的MATLAB语言设计
2、 在MATLAB中确定滤波器的各种参数
3、 滤波器的程序设计
4、 在CCS环境下调试程序
5、 比较滤波前后的效果、观测滤波前后的波形
五、实验程序及结果：
（1）MATLAB程序：
main.m
f1=50;%信号频率Hz
f2=25;%信号频率Hz
fs=1000;%采样频率Hz
N=200;%采样点数
t=(0:N-1)/fs;%采样时间s
signal1=sin(2*pi*f1*t);
signal2=sin(2*pi*f2*t);
y=signal1+signal2;
%%原始信号时域波形图
figure(1);
plot(y);
%%axis([ 0 100 -2.5 2.5]);
hold on;
plot(signal1,'r');
legend('被污染的信号','理想信号');
%%原始信号频谱图
fy=fftshift(fft(y));
f=linspace(-fs/2,fs/2,N);
figure(2);
plot(f,abs(fy));
title('原始信号频谱');
xlabel('f/Hz');
ylabel('幅度');
axis([ 0 100 0 150]);
%%滤波后的时域波形图
figure(3);
Hd = high;
output=filter(Hd,y);
plot(output);
title('滤波后的波形');
%%滤波后的频域波形图
fy=fftshift(fft(output));
f=linspace(-fs/2,fs/2,N);
figure(4);
plot(f,abs(fy));
title('滤波后信号频谱');
xlabel('f/Hz');
ylabel('幅度');
axis([ 0 100 0 150]);
high.m
function Hd = high
%HIGH Returns a discrete-time filter object.
% MATLAB Code
% Generated by MATLAB(R) 8.3 and the Signal Processing Toolbox 6.21.
% Generated on: 12-Jul-2018 09:57:59
% Equiripple Highpass filter designed using the FIRPM function.
% All frequency values are in Hz.
Fs = 1000; % Sampling Frequency
Fstop = 25; % Stopband Frequency
Fpass = 50; % Passband Frequency
Dstop = 0.0001; % Stopband Attenuation
Dpass = 0.057501127785; % Passband Ripple
dens = 20; % Density Factor [N, Fo, Ao, W] = firpmord([Fstop,
Fpass]/(Fs/2), [0 1], [Dstop, Dpass]);
b = firpm(N, Fo, Ao, W, {dens});
Hd = dfilt.dffir(b);
实验结果：
Matlab环境下的滤波前后的时域波形：
滤波前的时域信号（左），滤波后的时域信号（右）
Matlab环境下的滤波前后的频谱图形：
滤波前的频域信号（左），滤波后的频域信号（右）
（2）DSP在CCS下的程序：
源程序：
#include
#include
#include
#include
#include
#include"fdacoefs.h"
#define pi 3.14159
#define N 30
#define length 256
long yn;
int input[length];
int output[length];
void main()
{
int m, n;
int *x;
for(n=0;n<=length-1;n++)
{
input[n]=0;
output[n]=0;
}
for(n=0;n<=length-1;n++)
input[n]=50*sin(2*pi*n*25/200)+50*sin(2*pi*n*50/200);
for(n=0;n<=length-1;n++)
{
x=&input[n];
yn=0;
for(m=0; m <= N-1; m++)
yn+= B[m]*(*x++)+*x;
output[n] = yn>>15;
}
while (1);
}
fdacoefes.h如下：
/*
* Filter Coefficients (C Source) generated by the Filter Design and Analysis Tool
* Generated by MATLAB(R) 9.0 and the Signal Processing Toolbox 7.2.
* Generated on: 27-Jul-2016 11:32:00
*/
/*
* Discrete-Time FIR Filter (real)
* -------------------------------
* Filter Structure : Direct-Form FIR
* Filter Length : 43
* Stable : Yes
* Linear Phase : Yes (Type 1)
*/
/* General type conversion for MATLAB generated C-code */
#include "tmwtypes.h"
/*
* Expected path to tmwtypes.h
* D:\Program Files\MATLAB\R2016a\extern\include\tmwtypes.h
*/
/*
* Warning - Filter coefficients were truncated to fit specified data type.
* The resulting response may not match generated theoretical response.
* Use the Filter Design & Analysis Tool to design accurate
* int16 filter coefficients.
*/
const int BL = 29;
const int16_T B[29] = {
-106, 390, -296, -338, , 619, 281, -782, -1127,
335, 2277, 1564, -3308, -9698, 20109, -9698, -3308, 1564,
2277, 335, -1127, -782, 281, 619, , -338, -296,
390, -106
};
（3）滤波器的仿真测试
新建工程并编译成功后会在“工程所在目录/debeg”文件夹下产生sheji2.out文件，在CCS软件的Run→Load→Load Program里打开这个.out文件，单击OK。
查看滤波效果：
1) 选择菜单栏上的Tools→Graph→Dual Time选项,弹出对话框,按照下图所示设置时域波形参数。
2) 选择菜单栏上的Tools→Graph→FFT Magnitude选项，弹出对话框,按照下图所示设置频域波形参数。
