第26章--用FDATool设计数字滤波器.ppt

一、实验目的　　(1)掌握MATLAB中图形化滤波器设计与分析工具FDATool的使用方法。　　(2)学习使用FDATool对数字滤波器进行设计。　　(3)了解FDATool输出滤波器数据的方法。 二、实验原理　　1.FDATool使用环境　　在MATLAB6.0以上的版本中，为使用者提供了一个图形化的滤波器设计与分析工具——FDATool。不同的版本其工作界面略有差别，设计结果也不尽相同，本实验以MATLAB6.1版本为例进行介绍。 　　利用FDATool这一工具，我们可以进行FIR和IIR数字滤波器的设计，并且能够显示数字滤波器的幅频响应、相位响应以及零极点分布图等。产生的数字滤波器系数在存储为文件后，可以直接提供给DSP程序代码调试工具——CCS或DSP存储器，以完成实际的数字滤波器的程序调试，从而实现实际的滤波器。由于本课程尚未涉及数字信号处理芯片的实验部分，因而仅介绍由FDATool生成数据文件。　　在MATLAB命令窗输入命令“fdatool”，将打开FDATool工作界面，如图26-1所示。 　　 图26-1 FDATool工作界面 　　1)主菜单　　主菜单如下所示： ◆【File】：其二级菜单项主要用于对本次设计过程进行命名、建档、存储、输出打印等操作。◆【Filter】：分为【Design Filter】和【Import Filter】两项，开机处于默认【Design Filter】选项，显示图26-1所示的滤波器设计界面。◆【Type】：选择滤波器类型，分为选择低通、高通、带通、带阻四个选项。该选择也可以在图形界面上由Filter Type项进行。◆【Method】：用于选择IIR或FIR滤波器模式。 【FIR】：分为等波动法、最小二乘法、窗函数法3个选项。【IIR】：分为巴特沃斯、切比雪夫Ⅰ、切比雪夫Ⅱ、椭圆4个选项。◆【Transformations】：有IIR和FIR两种变换选项。【FIR】分为低通到低通、低通到高通2种变换。【IIR】分为低通到低通、低通到高通、低通到带通、低通到带阻4种变换。图26-2 主菜单Analysis选项　　◆【Analysis】：用于选择10种分析，见图26-2，分别对应主菜单项中的图形按钮： 　　 图26-2 主菜单的Analysis选项 　　2)图形窗　　在图26-1所示的FDATool工作界面中，图形窗分为上、下两大部分。　　图形窗的上半部分主要用于显示设计的结果。左半部分用文字显示当前滤波器的结构、阶数等信息。其中，用【ConvertStructure】按钮可以选择和改变当前滤波器的结构，共有8种结构可以选择。右半部分是图形画面，依据【Analysis】选定的项目，直接显示当前滤波器设计的结果。 　　【Turnquantizationon】用于观察系数量化对滤波器性能的影响，一般在滤波器基本设计完毕，配合【SetQuantizationParameters】设置有关的参数后使用，参数的改变将在图形画面上直接显示。本课程暂不做要求。　　图形窗的下半部分默认处于【DesignFilter】选项，主要用于输入滤波器的设计指标。　　◆【FilterType】：共有5个选项，前4项功能等同于主菜单【Type】选择。第5个选项则是除了前4项简单滤波器以外的类型。 　　◆【DesignMethod】：用于选择IIR或FIR滤波器模式，作用等同于主菜单的【Method】。　　◆【WindowsSpecification】：当【DesignMethod】选择FIR滤波器模式窗函数法时，该项自动变为可选。　　【Window】：用于选择窗函数，有14种窗函数可以选择。　　【Parameter】：某些窗需要其它特殊参数，如Kaise窗，从右边的窗口输入。　　◆【FilterOrder】：用于确定滤波器的阶数，是二选一的两个选项。 　　【SpecifyOrder】：由使用者强制选择。　　【MinimumOrder】：由输入的设计参数设计计算滤波器时，自动选取最小阶数。　　◆【FrequencySpecification】：用于输入通、阻带截止频率的技术指标。　　【Units】：选择频率的单位，分别为Hz、 kHz、MHz和归一化频率。其中归一化频率的单位为p，范围取0～1。　　其它框将随着选定的滤波器的不同类型而变化，用于输入通、阻带截止频率和采样频率等指标。 　　◆【MagnitudeSpecification】：用于输入幅度指标。　　【Units】：选择幅度的单位，可以是 dB(分贝)单位或线性单位。　　其它框将随着选定的滤波器的不同类型而变化，用于输入通带波动和阻带衰减的指标。 　　2.利用FDATool设计数字