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DSP
课程实习
——IIR 巴特沃斯滤波器实现（低通、高通、带通、带阻）
专业：
班级：
学号：
姓名：指导老师：
实习时间：
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目录
一、IIR 无限冲击响应巴特沃斯滤波器（低通、高通、带通、带阻）.................2
二、实习目的：............................................................................................................2
掌握数字滤波器的设计过程； ...........................................................2
了解 IIR 的原理和特性；........................................................................2
熟悉设计 IIR 数字滤波器的原理和方法；............................................2
三、实习设备................................................................................................................2
四、平台简介（CCS 软件介绍） ...............................................................................2
五、实验原理及设计思路............................................................................................3
1、巴特沃斯数字滤波器的技术指标 .....................................................................3
2、巴特沃斯滤波器的特点及设计 .........................................................................4
六、实验具体步骤和实现............................................................................................4
1、CCS 软件的工程开发流程 ..................................................................................4
2、创建工程与调试工程文件 .................................................................................5
七、实验程序及截图....................................................................................................6
1、巴特沃斯高通滤波器 .........................................................................................6
2、巴特沃斯低通滤波器 .......................................................................................10
3、巴特沃斯带通滤波器 .......................................................................................13
4、巴特沃斯带阻滤波器 .......................................................................................16
八、实习心得..............................................................................................................19
九、参考文献..............................................................................................................20
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一、实习题目：
IIR 无限冲击响应巴特沃斯滤波器（低通、高通、带通、带阻）
二、实习目的：
1、 掌握数字滤波器的设计过程；
2、 了解 IIR 的原理和特性；
3、熟悉设计 IIR 数字滤波器的原理和方法；
三、实习设备：
硬件：计算机一台
软件：MATLAB 7.0、CCS 集成开发环境
四、平台简介（CCS 软件介绍）
CCS 软件介绍：
Code Composer Studio（CCS 或 CCStudio）是一种针对 TI
的 DSP、微控制器和应用处理器的集成开发环境。CCS 包括一
套用于开发和调试嵌入式应用程序 CCS 包括套用于开发和调试
嵌入式应用程序的工具。它包括用于各种 TI 设备系列的编译器、
源代码编辑器项目生成环境调试程序探源代码编辑器、项目生成
环境、调试程序、探查器、模拟器和其他许多功能。CCS 提供
一个单一用户界面，指导用户完成应用程序开发流程的每一步骤。
CCS 提供了基本的代码生成工具，它们具有一系列的调试、分
析能力。
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CCS 集成的软件工具：
➢ 代码生成工具（包括 C6000 的 C 编译器、汇编优化编和连
接化器、汇编器和连接器）
➢ 软件模拟器（Simulator）。
➢ 实时基础软件 DSP/BIOS。
➢ 主机与目标机之间的实时数据交换软件 RTDX 机与目 标
机间的实时数据交换软件•Real‐Time Data Exchange 提供
了实时的和连续的途径，以观察目标应用程序的真实运行
情况。它允许系统开发者在主机和目标设备间传输数据而
不对目标应开发者在主机和目标设备间传输数据而不对目
标应用造成影响。实时分析与数据可视化
五、实验原理及设计思路：
1、巴特沃斯数字滤波器的技术指标；
数字滤波器的传输函数 H(e jω)用下式表示：
|H(ejω)|：幅频特性函数。表示信号通过滤波器后各频率成分振
幅衰减情况。
θ(ω)：相频特性函数。反映各频率成分通过滤波器后在时间上
的延时情况。
ωp：通带边界频率。通带频率范围为 0≤|ω|≤ωp，在通带中(1-
δ1)<|H(ejω)|≤1。
ωs：阻带截止频率。阻带频率范围为ωs≤|ω|≤π，在阻带中
|H(ejω)|≤δ2。
过渡带：从ωp 到ωs ，过渡带上的频响一般是单调下降的。ω
p 与ωs 间距越小, 过渡带就越窄。
通带内和阻带内允许的衰减一般用分贝数表示：
�p：通带内允许的最大衰减
�p 越小, 通带波纹越小，通带逼近误差就越小
�s： 阻带内允许的最小衰减
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�s 越大, 阻带波纹越小，阻带逼近误差就越小
2、巴特沃斯滤波器的特点及设计：
巴特沃斯滤波器具有单调下降的幅频特性，在通带内最平坦，
但是通带外衰减较慢。
1）butter 函数
语法：
[b,a] = butter(N,Wn)
[b,a] = butter(N,Wn,’ftype’)
功能：用于设计 N 介 Butterworth 数字域截止频率为 Wn 的低通、
带通、高通和带阻数字滤波器。
2）buttord 函数
语法：
[N,Wn] = buttord(Wp,Ws,Rp,Rs)
功能：该函数返回值是满足给定设计要求（通带衰减不大于 Rp
（dB），阻带衰减不小于 Rs（dB），通带归一化截止频率
为 Wp，阻带归一化截止频率为 Ws）的数字 Butterworth
滤波器的最小阶数 N 和-3dB 截止频率 Wn。
六、实验具体步骤和实现：
1、CCS 软件的工程开发流程：
（1）打开或创建一个工程项目文件，包括创建源程序（C 语言
或汇编）、目标文件、库文件、链接命令文件和头文件。
（2）编辑各类文件，可以使用 CCS 提供的集成编程环境，对
头文件（* .h 文件）、链接命令文件（*.cmd 文件）和源程
序（*.c 、*.asm 文件）进行编辑。
（ 3 ） 对 工 程 项 目 进 行 编 译 ， 如 果 出 现 语 法 错 误 ， 将 在 构
（Build）窗口中显示错误信息。用户可以根据显示的
信息定位错误位置，更改错误。
（4）对结果和数据进行分析和算法评估，利用 CCS 提供的探
