本系列文章简要介绍了数字滤波器及其设计注意事项。内容涵盖MCK-RA6T2上IIR滤波器加速器 (IIRFA) 外设的配置和操作。本应用笔记的补充应用示例演示了滤波器设计、系数提取、外设配置和操作,以及使用带通滤波器从已知信号中去除噪声的输出验证。

利用本应用笔记,您可以为在MCK-RA6T2上运行的应用有效地设计和实现IIR滤波器。


【资料图】

RA6T2

要编译和运行IIRFA应用示例,需要具备以下资源:

• J-Link RTT Viewer版本7.64b或更高版本

FSP和e2studio捆绑在一个可下载平台安装程序中,可从瑞萨网站获得:

• MATLAB R2014b或更高版本

DSP系统工具箱

• RA6T2

• 运行Windows 10的主机PC

本应用笔记的读者应具备一定的瑞萨e2studio IDE和RA产品家族灵活配置软件包 (FSP) 使用经验。在执行本应用笔记中的操作步骤之前,先按照《FSP用户手册》中的步骤操作,以编译和运行Blinky项目。这样可以帮助您熟悉e2studio和FSP,并确认所用电路板的调试连接能否正常运行。此外,您还应具备一些与IIR滤波相关的DSP主题的理论背景。

目标受众为想要利用RA6T2 MCU上的IIRFA模块开发应用的用户。

IIR滤波器简介

配置IIRFA

滤波器设计方法

运行示例项目

后续步骤

参考资料

本节简要介绍数字滤波的背景知识,重点介绍使用IIR滤波器实现的理论含义。如果您已熟悉数字滤波,可以查看本系列文章的第2节。

数字滤波器是离散时间系统,它对采样信号执行算法运算,以减弱或增强输入信号的特定方面。数字滤波器作用于输入的相位和频率响应,以允许信号的某些频率通过输出端,同时阻止(即衰减)不需要的频率。

在时域中,数字滤波器对输入信号中动态变化的响应通过系统的脉冲响应来表征。在频域中,滤波器的响应通过系统的传送函数来表征。

脉冲响应始终是一个由一个序列描述的无限长信号,它可以包含零值和非零值。脉冲响应的非零值通常称为抽头。基于脉冲响应可以实现的滤波器有两种情况:

无限脉冲响应 (IIR) 滤波器在脉冲响应中包含无限数量的抽头。系统的模拟传送函数包含一个反馈分量。

有限脉冲响应 (FIR) 滤波器在脉冲响应中包含有限数量的抽头。

在处理滤波问题时,务必要考虑两种类型滤波器之间的利弊,以设计出满足目标要求的系统。本节仅对使用IIR滤波器的优点和缺点进行详细介绍。一般而言,IIR滤波器的优点即是FIR滤波器的缺点,反之亦然。

• 形式简洁

• 对数值精度敏感(请参阅后文的第2.2节来深入探讨)

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