FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除電子信息工程系實驗報告成 績：課程名稱：數(shù)字信號處理 指導(dǎo)教師（簽名）：實驗項目名稱：FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計 班級：通信 姓名： 學(xué)號： 實 驗 目 的1掌握用窗函數(shù)法設(shè)計FIR 數(shù)字濾波器的原理和方法。2熟悉線性相位數(shù)字濾波器的特性。3了解各種窗函數(shù)對濾波特性的影響。4掌握對輸入信號濾波的方法。實 驗 環(huán) 境 計算機(jī) 、MATLAB軟件實驗內(nèi)容和步驟設(shè)計FIR數(shù)字濾波器的步驟1）數(shù)字濾波器的性能要求：臨界頻率k、濾波器單位脈沖響應(yīng)長度N； 2）根據(jù)性能要求，合理選擇單位脈沖響應(yīng)h(n)的奇偶對稱性，從而確定理想頻率響應(yīng)的幅頻特性和相頻特性；3）求理想單位脈沖響應(yīng)。在實際計算中，可對按M(M遠(yuǎn)大于N)點等距離采樣，并對其求IDFT得，用代替； 4）選擇適當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)w(n)，根據(jù)求所需設(shè)計的FIR濾波器單位脈沖響應(yīng)； 5）求，分析其幅頻特性，若不滿足要求，可適當(dāng)改變窗函數(shù)形式或長度N，重復(fù)上述設(shè)計過程，以得到滿意的結(jié)果。 實驗內(nèi)容1）用升余弦窗設(shè)計一線性相位低通FIR數(shù)字濾波器，截止頻率。窗口長度N=15，33。要求在兩種窗口長度情況下，分別求出，打印出相應(yīng)的幅頻特性及相頻特性曲線，觀察3dB帶寬和20dB帶寬。總結(jié)窗口長度N對濾波特性的影響。設(shè)計低通FIR數(shù)字濾波器時，一般以理想低通濾波特性為逼近函數(shù)，即：MATLAB代碼：精品文檔N=15,33N=15;wc=pi/4;a=(N-1)/2;n=0:(N-1);m=n-a+eps;hdn=sin(wc*m)./(pi*m);wn=hanning(N);hn=hdn.*(wn);H,w=freqz(hn,1,1024,whole);dbH=20*log10(abs(H)+eps)/max(abs(H);figure(1);subplot(2,2,1);stem(n,hn,.);xlabel(n);ylabel(h(n);title(N=15時設(shè)計漢寧窗h(n);subplot(2,2,2);plot(w,abs(H);xlabel(w);ylabel(H(jw);title(h(n)的幅度譜);axis(0,3,0,1.5);subplot(2,2,3);plot(w,angle(H);xlabel(w);ylabel(w);title(h(n)的相位譜);axis(0,3,-4,4);subplot(2,2,4);plot(w/pi,dbH);xlabel(w/pi);ylabel(dB);title(損耗特性);axis(0,1,-110,0); N=33;wc=pi/4;a=(N-1)/2;n=0:(N-1);m=n-a+eps;hdn=sin(wc*m)./(pi*m);wn=hanning(N);hn=hdn.*(wn);H,w=freqz(hn,1,1024,whole);dbH=20*log10(abs(H)+eps)/max(abs(H);figure(2);subplot(2,2,1);stem(n,hn,.);xlabel(n);ylabel(h(n);title(N=33時設(shè)計漢寧窗h(n);subplot(2,2,2);plot(w,abs(H);xlabel(w);ylabel(H(jw);title(h(n)的幅度譜);axis(0,3,0,1.5);subplot(2,2,3);plot(w,angle(H);xlabel(w);ylabel(w);title(h(n)的相位譜);axis(0,3,-4,4);subplot(2,2,4);plot(w/pi,dbH);xlabel(w/pi);ylabel(dB);title(損耗特性);axis(0,1,-110,0);仿真結(jié)果：2）n=33，用四種窗函數(shù)設(shè)計線性相位低通濾波器。繪制相應(yīng)的幅頻特性曲線，觀察3dB和20dB帶寬以及阻帶最小衰減，比較四種窗函數(shù)對濾波器特性的影響。MATLAB代碼：N=33;wc=pi/4;a=(N-1)/2;n=0:(N-1);m=n-a+eps;hdn=sin(wc*m)./(pi*m);wn=boxcar(N);hn=hdn.*(wn);H,w=freqz(hn,1,1024,whole);dbH=20*log10(abs(H)+eps)/max(abs(H);figure(1);subplot(1,3,1);stem(n,hn,.);xlabel(n);ylabel(h(n);title(N=33時設(shè)計矩形窗h(n);subplot(1,3,2);plot(w,abs(H);xlabel(w);ylabel(H(jw);title(h(n)的幅度譜);axis(0,3,0,1.5);subplot(1,3,3);plot(w/pi,dbH);xlabel(w/pi);ylabel(dB);title(損耗特性);axis(0,1,-110,0);N=33;wc=pi/4;a=(N-1)/2;n=0:(N-1);m=n-a+eps;hdn=sin(wc*m)./(pi*m);wn=hanning(N);hn=hdn.*(wn);H,w=freqz(hn,1,1024,whole);dbH=20*log10(abs(H)+eps)/max(abs(H);figure(2);subplot(1,3,1);stem(n,hn,.);xlabel(n);ylabel(h(n);title(漢寧窗函數(shù)設(shè)計h(n);subplot(1,3,2);plot(w,abs(H);xlabel(w);ylabel(H(jw);title(h(n)的幅度譜);axis(0,3,0,1.5);subplot(1,3,3);plot(w/pi,dbH);xlabel(w/pi);ylabel(dB);title(損耗特性);axis(0,1,-110,0);N=33;wc=pi/4;a=(N-1)/2;n=0:(N-1);m=n-a+eps;hdn=sin(wc*m)./(pi*m);wn=hamming(N);hn=hdn.*(wn);H,w=freqz(hn,1,1024,whole);dbH=20*log10(abs(H)+eps)/max(abs(H);figure(3);subplot(1,3,1);stem(n,hn,.);xlabel(n);ylabel(h(n);title(哈明窗函數(shù)設(shè)計h(n);subplot(1,3,2);plot(w,abs(H);xlabel(w);ylabel(H(jw);title(h(n)的幅度譜);axis(0,3,0,1.5);subplot(1,3,3);plot(w/pi,dbH);xlabel(w/pi);ylabel(dB);title(損耗特性);axis(0,1,60,0);N=33;wc=pi/4;a=(N-1)/2;n=0:(N-1);m=n-a+eps;hdn=sin(wc*m)./(pi*m);wn=blackman(N);hn=hdn.*(wn);H,w=freqz(hn,1,1024,whole);dbH=20*log10(abs(H)+eps)/max(abs(H);figure(4);subplot(1,3,1);stem(n,hn,.);xlabel(n);ylabel(h(n);title(布萊克曼函數(shù)設(shè)計h(n);subplot(1,3,2);p