IIR滤波器的实现

只看该作者 · 2025-3-31 07:12



       B[0]=1;B[1]=2;B[2]=1;  

A[0]=1;A[1]=-0.837000;A[2]=0.42398;  

Gain=0.146747;  

w_x[0]=w_x[1]=w_x[2]=0;  

w_y[0]=w_y[1]=w_y[2]=0;  

for(int i=0;i<len;i++)  

{  

    w_x[0]=x[i];  

    w_y[0]=(B[0]*w_x[0]+B[1]*w_x[1]+B[2]*w_x[2])*Gain-w_y[1]*A[1]-w_y[2]*A[2];  

    y[i]=w_y[0]/A[0];  

    w_x[2]=w_x[1];w_x[1]=w_x[0];  

    w_y[2]=w_y[1];w_y[1]=w_y[0];  

}

也可以使用如下代码：

复制

       w[0]=w[1]=w[2]=0;  

for(int i=0;i<len;i++)  

{  

    w[0]=A[0]*x[i]-A[1]*w[2]-A[2]*w[2];  

    y[i]=(B[0]*w[0]+B[1]*w[1]+B[2]*w[2])*Gain;  

    w[2]=w[1];w[1]=w[0];  

}

复制



clear all;  

clc;  

f0=50;  

Ts=0.0025;%采样率1khz  

len=500;  

n=0:len-1;  

x=sin(2*pi*30*n*Ts)+sin(2*pi*50*n*Ts);%30,50Hz混合信号  

y=zeros(1,len);  

  

B=[0.93721 -1.32542 0.93721];%50Hz陷波系数  

A=[1 -1.3254 0.87443];  

Gain=1;  

w0=[0 0 0];  

w1=[0 0 0];  

  

for i=1:len  

    w0(1)=x(i);  

    c=B(1)*w0(1)+B(2)*w0(2)+B(3)*w0(3);  

    y(i)=c*Gain-A(2)*w1(2)-A(3)*w1(3);  

    w1(1)=y(i);  

    w0(3)=w0(2);w0(2)=w0(1);  

    w1(3)=w1(2);w1(2)=w1(1);  

end  

%或者下面的代码  

% for i=1:len  

%     w0(1)=A(1)*x(i)-A(2)*w0(2)-A(3)*w0(3);  

%     y(i)=(B(1)*w0(1)+B(2)*w0(2)+B(3)*w0(3))*Gain;  

%     w0(3)=w0(2);w0(2)=w0(1);  

% end  

figure(1);  

subplot(221);  

plot(x);  

subplot(222);  

plot(y);  

subplot(223);  

hua_fft(x,1/Ts,1);  

subplot(224);  

hua_fft(y,1/Ts,1);

附：hua_fft函数
%画信号的幅频谱和功率谱
%频谱使用matlab例子表示
function hua_fft(y,fs,style,varargin)
%当style=1,画幅值谱；当style=2,画功率谱;当style=其他的，那么花幅值谱和功率谱
%当style=1时，还可以多输入2个可选参数
%可选输入参数是用来控制需要查看的频率段的
%第一个是需要查看的频率段起点
%第二个是需要查看的频率段的终点
%其他style不具备可选输入参数，如果输入发生位置错误
nfft= 2^nextpow2(length(y));%找出大于y的个数的最大的2的指数值（自动进算最佳FFT步长nfft）
%nfft=1024;%人为设置FFT的步长nfft
  y=y-mean(y);%去除直流分量
y_ft=fft(y,nfft);%对y信号进行DFT，得到频率的幅值分布
y_p=y_ft.*conj(y_ft)/nfft;%conj()函数是求y函数的共轭复数，实数的共轭复数是他本身。
y_f=fs*(0:nfft/2-1)/nfft;%T变换后对应的频率的序列
% y_p=y_ft.*conj(y_ft)/nfft;%conj()函数是求y函数的共轭复数，实数的共轭复数是他本身。
if style==1
if nargin==3
      plot(y_f,2*abs(y_ft(1:nfft/2))/length(y));%matlab的帮助里画FFT的方法
      %ylabel('幅值');xlabel('频率');title('信号幅值谱');
      %plot(y_f,abs(y_ft(1:nfft/2)));%论坛上画FFT的方法
else
      f1=varargin{1};
      fn=varargin{2};
      ni=round(f1 * nfft/fs+1);
      na=round(fn * nfft/fs+1);
      plot(y_f(ni:na),abs(y_ft(ni:na)*2/nfft));
end
elseif style==2
         plot(y_f,y_p(1:nfft/2));
         %ylabel('功率谱密度');xlabel('频率');title('信号功率谱');
else
      subplot(211);plot(y_f,2*abs(y_ft(1:nfft/2))/length(y));
      ylabel('幅值');xlabel('频率');title('信号幅值谱');
      subplot(212);plot(y_f,y_p(1:nfft/2));
      ylabel('功率谱密度');xlabel('频率');title('信号功率谱');
end
end

只看该作者 · 2025-3-31 07:33

单片机跑浮点运算速度有点慢

只看该作者 · 2025-3-31 08:02

用内部带浮点运算单元的单片机运算速度要快一些