DSP2812实验指导书第三部分(8)

工程目录为：D:\\dsp\\t6\\echo\\echo.pjt

5．编译、下载程序，选择菜单Debug->Go Main，使程序运行到main函数入口位置。 6．设置观察窗口

打开源程序AIC23_Loopback.c，将变量bEcho和uEffect加入观察窗口。 7．运行程序观察结果

-按“F5”键运行，注意观察窗口中的bEcho=0，表示数字回声功能没有激活。 -这时从耳机中能听到麦克风中的输入语音放送。 -将观察窗口中bEcho的取值改成非0值。 -这时可从耳机中听到带数字回声道语音放送。

-试着调整uEffect的取值，使他们保持在0-0xd000范围内，同时听听耳机中的输出有何变化。 8．退出CCS

五．实验结果

声音放送可以加入数字回声，数字回声与原声的延迟可在程序中设定和调整。

六．问题与思考

请修改实验程序，实现第二重回声。例如：原声音直接放送表示为“A------”，而带数字回声的发送为“A—a----”，那么带第二重回声的为“A—a—a---”。第二重回声的音效要比第一重的弱。

实验七 DSP算法实验

（实验中可任选一种算法实现）

（1）有限冲激响应滤波器（FIR）算法实验

一．实验目的

1.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器特性的影响。

二．实验设备

PC兼容机一台，操作系统为Windows2000(或Windows98，WindowsXP，以下默认为Windows2000)，安装Code Composer Studio 2.21软件。

三．实验原理

1．有限冲激响应数字滤波器的基础理论(请参考相关书籍)。

2．模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器）。 3．数字滤波器系数的确定方法。

4．根据要求设计低通FIR滤波器

要求：通带边缘频率10kHz，阻带边缘频率22kHz，阻带衰减75dB，采样频率50kHz。

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设计：

-过渡带宽度=阻带边缘频率-通带边缘频率=22-10=12kHz -采样频率：

f1=通带边缘频率+(过渡带宽度)/2=10000+12000/2=16kHz Ω1=2πf1/fs=0.64π -理想低通滤波器脉冲响应：

h1[n]=sin(nΩ1)/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*50/12=24.9 -选择N=25，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。 -完成的滤波器的差分方程为：

y[n]=-0.001x[n-2]-0.002x[n-3]-0.002x[n-4]+0.01x[n-5] -0.009x[n-6]-0.018x[n-7]-0.049x[n-8]-0.02x[n-9]

+0.11x[n-10]+0.28x[n-11]+0.64x[n-12]

+0.28x[n-13]-0.11x[n-14]-0.02x[n-15]

+0.049x[n-16]-0.018x[n-17]-0.009x[n-18]+0.01x[n-19]

-0.002x[n-20]-0.002x[n-21]+0.001x[n-22]

5．程序流程图：

开始 波形发生

FIR滤波 初始化工作变量 计算步长 用滤波器系数乘以保存的N-1个输入值和调用波形发生子程序产生混叠的波形(高频+低频) 用标准C的sin函数和cos函数计算当前波形值 返回计算结果 调用FIR滤波子程 序计算当前输出 返回波形值 当前输入值并求和

四．实验步骤

1．实验准备

-设置软件仿真模式， -启动CCS

2．打开工程，浏览程序：工程目录为D:\\dsp\\t7\\fir\\fir.pjt

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3．编译并下载程序

4．打开观察窗口

*选择菜单View->Graph->Time/Frequency…，进行如下设置：

*选择菜单View->Graph->Time/Frequency…，进行如下设置：

在弹出的图形窗口中单击鼠标右键，选择“Clear Display”。 5．设置断点

在有注释“/* 请在此句上设置软件断点 */”的语句设置软件断点。 6．运行并观察结果

⑴选择“Debug”菜单的“RUN”项，或按F12键运行程序。 ⑵观察“fin”、“fout”窗口中时域图形；观察滤波效果。

⑶鼠标右键单击“Input”和“Output”窗口，选择“Properties…”项，设置“Display Type”为“FFT Magitude”，再单击“OK”按钮结束设置。 ⑷观察“Input”、“Output”窗口中频域图形；理解滤波效果。 注意：由于实验运算复杂，需要等一会才能看到运行完结果。 7.退出CCS

五．实验结果

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输入波形为一个低频率的正弦波与一个高频的正弦波叠加而成。

通过观察频域和时域图，得知：输入波形中的低频波形通过了滤波器，而高频部分则大部分被滤除。

六．问题与思考

试选用合适的高通滤波参数滤掉实验的输入波形中的低频信号。

（2）无限冲激响应滤波器(IIR)算法

一．实验目的

1.掌握设计IIR数字滤波器的原理和方法。 2.熟悉IIR数字滤波器特性。

3.了解IIR数字滤波器的设计方法。

二．实验设备

PC兼容机一台，操作系统为Windows2000(或Windows98，WindowsXP，以下默认为Windows2000)，安装Code Composer Studio 2.0软件。

三．实验原理

1．无限冲激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、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器）。 3．数字滤波器系数的确定方法。

4．根据要求设计低通IIR滤波器

要求：低通巴特沃斯滤波器在其通带边缘1kHz处的增益为-3dB，12kHz处的阻带衰减为30dB，采样频率25kHz。设计：

-确定待求通带边缘频率fp1Hz、待求阻带边缘频率fs1Hz和待求阻带衰减-20logδsdB。

模拟边缘频率为：fp1=1000Hz，fs1=12000Hz 阻带边缘衰减为：-20logδs=30dB

-用Ω=2πf/fs把由Hz表示的待求边缘频率转换成弧度表示的数字频率，得到Ωp1和Ωs1。

Ωp1=2πfp1/fs=2π1000/25000=0.08π弧度 Ωs1=2πfs1/fs=2π12000/25000=0.96π弧度 -计算预扭曲模拟频率以避免双线性变换带来的失真。

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由w=2fs tan(Ω/2)求得wp1和ws1，单位为弧度/秒。 wp1=2fs tan(Ωp1/2)=6316.5弧度/秒 ws1=2fs tan(Ωs1/2)=794727.2弧度/秒

-由已给定的阻带衰减-20logδs确定阻带边缘增益δs。

因为-20logδs=30，所以logδs=-30/20，δs=0.03162 -计算所需滤波器的阶数：

log(n?1?2s?1)?)log(1(0.03162)2?1)?0.714 )2log(?s1?p12log(794727.26316.5因此，一阶巴特沃斯滤波器就足以满足要求。 -一阶模拟巴特沃斯滤波器的传输函数为：

H(s)=wp1/(s+wp1)=6316.5/(s+6316.5)

由双线性变换定义s=2fs(z-1)/(z+1)得到数字滤波器的传输函数为：

H(z)?500006316.5z?1z?1?6316.5?0.1122(1?z1?0.7757z?1?1)

因此，差分方程为：y[n]=0.7757y[n-1]+0.1122x[n]+0.1122x[n-1] 5．程序流程图：

调用波形发生子程序产生混叠的波形(高频+低频) 用标准C的sin函数和cos函数计算当前波形值 返回计算结果 调用IIR滤波子程序计算当前输出 返回波形值 开始 波形发生 IIR滤波 初始化工作变量 计算步长 用滤波器系数乘以保存的N-1个输入输出值和当前输入值并求和 四.实验步骤

1．实验准备

-设置软件仿真模式。 -启动CCS

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