STM32上IIR滤波器设计与调整:DirectFormI结构优化
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更新于2024-09-10
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本文档主要介绍了在STM32平台上实现IIR(无限 impulse response)数字滤波器的方法,特别关注于设计过程和参数选择。IIR滤波器是一种常用在信号处理中的线性时不变系统,因其具有快速响应和计算效率高等特点而被广泛应用。
首先,设计者使用了fdatool工具来创建一个IIR高通滤波器,设定的采样率为400Hz,截止频率为1Hz。在设计初步完成之后,需要根据实际需求进行调整,确保滤波效果和性能。
在滤波器结构上,作者推荐使用DirectForm I结构,因为这种形式通常更稳定且性能优良,它是由多个二阶部分串联而成。如果初始设计不是这种形式,可以通过"Convert to second-order sections"功能将其转换。这一步骤确保了滤波器在实际应用中的性能和稳定性。
在滤波器系数的量化过程中,选择单精度浮点(single precision floating-point)数据类型,这是因为更高的精度可以减少噪声并提高滤波器的稳定性。如果采用固定点(如定点)可能会导致较大的误差。通过"generate header"选项,将生成的系数存储到名为iir_coefs.h的头文件中,定义了变量如IIR_B(Numerator coefficients)和IIR_A(Denominator coefficients),以便在后续代码中调用。
头文件中还包含了一些关于滤波器系数转换的注释,提醒用户滤波器系数可能因数据类型限制而被截断,这可能导致实际响应与理论设计不符。因此,建议使用MATLAB的Filter Design & Analysis Tool 进行精确的单精度系数设计,以保证滤波效果的准确性。
本文提供了一个清晰的步骤指南,从滤波器设计、结构优化到系数生成,对于STM32平台上的IIR滤波器实现具有很高的实用价值,对于工程实践中进行信号处理的开发者来说是一份宝贵的参考资料。
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