2022年2022年實(shí)驗(yàn)四用頻率取樣法設(shè)計(jì)FIR數(shù)字濾波器

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱通信系統(tǒng)建模與仿真試驗(yàn)項(xiàng)目名稱試驗(yàn)四用頻率取樣法設(shè)計(jì)fir數(shù)字濾波器 試驗(yàn)類型綜合設(shè)計(jì)試驗(yàn)學(xué)時(shí)2班級通信二班學(xué)號202108207姓名蔣力指導(dǎo)老師何忠秋試驗(yàn)室名稱21b 261試驗(yàn)時(shí)間精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載試驗(yàn)成果預(yù)習(xí)部分試驗(yàn)過程表現(xiàn)試驗(yàn)報(bào)告部分總成果精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載老師簽字日期2021.哈爾濱工程高校教務(wù)處制精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載試驗(yàn)四 用頻率取樣法設(shè)計(jì)fir數(shù)字濾波器一.試驗(yàn)?zāi)康?.把握頻率取樣法設(shè)計(jì)線性相位fir 數(shù)字濾波器的方法,并用matlab 工具編程實(shí)現(xiàn)

2、；2.熟識頻率取樣理論,熟識內(nèi)插函數(shù)及其應(yīng)用；3.觀看過渡帶取樣點(diǎn)或優(yōu)化數(shù)值對濾波器幅頻特性的影響；二. 試驗(yàn)原理頻率采樣法就為依據(jù)頻域采樣理論,由濾波特性指標(biāo)構(gòu)造期望靠近的濾波器頻響函數(shù) hdej ,對其在 0、2 上采樣得到；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載dd2hkhe jn kk0、1、l、 n1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載然后,就可求出單位脈沖響應(yīng)hn,或?yàn)橄到y(tǒng)函數(shù) hz；這樣,hn或?yàn)?hz就為濾波器的設(shè)計(jì)結(jié)果；hnidfthkn0、1、l 、 n11z n n 1hk精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載nhznk 0 1w k z 1k0

3、、1、l 、 n1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載hejfrequency samplinghkhe jk0、1、l 、 n1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載dd2 knhkake jk三.試驗(yàn)內(nèi)容1.用頻率取樣法設(shè)計(jì)一個(gè)線性相位低通數(shù)字濾波器,n=15,0、之間的幅度取樣值如下, 求出其單位脈沖響應(yīng)hk 及幅頻和相頻特性曲線； 嘗試增加過渡點(diǎn), 觀看并分析過渡點(diǎn)對濾波器性能的影響；1、k0、1、 2h k0.5、k30、o thers精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載ad 1、0、/ 3/ 3, n1 /

4、2、 0精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載d2. 設(shè)計(jì)一個(gè)以下幅度響應(yīng)的fir數(shù)字濾波器,期望的幅度響應(yīng)為：精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載a f 11 f /fn,fc為 3db頻率點(diǎn), n 為濾波器階數(shù)；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載c3. 摸索題四.方案設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)步驟方案設(shè)計(jì)1. 頻率取樣設(shè)計(jì)法的流程：幅頻特性依據(jù) n 的奇偶可得到a ka nk1, n 為奇數(shù)；或精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載a ka nk1, n 為偶數(shù)數(shù)；精品學(xué)習(xí)資料

5、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載hkidfth nhz精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2. 離散頻率特性的幅度和相位約束條件：jkhkhke、0kn1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1、 0hknckint2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載0、 intnc1kn1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載22精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載n1hkhnk、2kn1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)步驟：（ 1）確定所設(shè)計(jì)df的性能要求和階數(shù)n=2/ ； （ 2）

6、依據(jù)要求,合理挑選單位脈沖響應(yīng)的奇.偶對稱性,從而確定抱負(fù)頻率響應(yīng)的幅度和相位；（ 3）對抱負(fù)頻率響應(yīng)在02區(qū)間等間隔取樣,得到hk；（ 4）依據(jù)內(nèi)插公式,求出hz的幅頻特性曲線；（ 5）檢查幅頻特性為否滿意性能要求,如不滿意,可調(diào)整過渡帶取樣點(diǎn)值,重復(fù)第（ 2）步,直到滿意條件為止；（ 6）對 hk作 idft求得 hk；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載五.仿真結(jié)果精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載k'Æasæ ecneesjkfnse*deoneesi精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載î6”00”01 090

7、27; tiios”08 0î ¥0 00 090精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載brü ozdg g060Ø0£0ï1îc:1cí1l u精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載'jizej'mg=cc' - %sage0精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載六.分析和結(jié)論由試驗(yàn)結(jié)果可知：信號的幅度譜大約在0.6出開頭顯現(xiàn)衰減,而相頻響應(yīng)都為在大于或等于0.6后開頭顯現(xiàn)波動(dòng)并逐步趨于平緩；（ 1） 用頻率取樣法設(shè)計(jì)firdf的特點(diǎn)答：為了提高靠近質(zhì)量,使靠近誤差

8、更小, 也就為減小在通帶邊緣由于抽樣點(diǎn)的徒然變化而引起的起伏變化；和窗口法的平滑截?cái)嘁粯?這里為使抱負(fù)頻率響應(yīng)的不連續(xù)點(diǎn)的邊緣加上一些過渡 的抽樣點(diǎn), 從而增加過渡帶, 減小頻帶邊緣的突變,也就為減小了起伏振蕩,增大了阻帶最小衰減；這些抽樣點(diǎn)上的取值不同, 成效也就不同； 假如細(xì)心設(shè)計(jì)過渡帶的抽樣值,就有可能使它的有用頻帶的波紋減小,從而設(shè)計(jì)出較好的濾波器；一般過渡帶取一.二.三點(diǎn)抽樣值即可得到中意結(jié)果；在抱負(fù)低通濾波器的設(shè)計(jì)中,如不增加過渡點(diǎn), 阻帶和通帶之間的衰減約為 -21db,假如在通帶和阻帶之間增加一個(gè)采樣點(diǎn),阻帶的最小衰減可以提高到-65db,假如增加兩個(gè)采樣點(diǎn),阻帶 的最小衰減可

9、以提高到-75db ,假如增加3 個(gè)采樣點(diǎn),阻帶的最小衰減可以提高到-85db 至-95db ；頻率抽樣法的優(yōu)點(diǎn)為可以在頻域直接設(shè)計(jì),并且適合于最優(yōu)化設(shè) 計(jì)；缺點(diǎn)為抽樣頻率只能等于2pi/m的整數(shù)倍或等于2pi/m的整數(shù)倍上加上pi/m ,因而不能確保截止頻率wc的自由取值；要想 實(shí)現(xiàn)自由挑選頻率, 就必需增加抽樣點(diǎn)數(shù)m,但這種運(yùn)算量加大；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載頻率采樣法為從頻域動(dòng)身, 將給定的抱負(fù)頻率響應(yīng)加以等間隔的采樣, 然后以 hdk 作為實(shí)際的fir 數(shù)字濾波器的頻率特性的采樣值 h（ k）；采樣點(diǎn)之間的頻率響應(yīng)為由各采樣點(diǎn)的加權(quán)內(nèi) 插函數(shù)的延長疊加形成的,因而

10、有肯定的靠近誤差,誤差取決于抱負(fù)頻率響應(yīng)曲線外形；內(nèi)插值和抱負(fù)值之間的誤差越大,在抱負(fù)頻率特性不連續(xù)點(diǎn)鄰近,就會產(chǎn)生肩峰和波紋；（ 2）實(shí)現(xiàn)線性相位的hk 應(yīng)滿意什么條件？七.程序附錄%program 1n = 33;h = ones1、9、0.4、zeros1、13、0.4、ones1、9; k = 0:n-1;a = exp-j*pi*k*n-1/n; hk = h.*a;hn = iffthk、n; freqzhn、1、256; figure2; stemrealhn、'.'line0、35、0、0;xlabel'n'ylabel'realhn&#

11、39;%program2 n = 33;% n=input'n='m = n-1;l = m/2; f = 0:1/l:1;a = ones1、9、zeros1、l-8;b = fir2m、f、a;h、w=freqzb;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載subplot2、1、1、plotw/pi、10*log10absh;grid on; subplot2、1、2、plotw/pi、unwrapangleh;grid on; figure;stemrealb、'.'xlabel'n'ylabel'realhn'% file_c3:dftfird2.m%本程序采納頻率采樣法設(shè)計(jì)fir濾波器order=20;%濾波器的階數(shù) fc=5;%3 db頻率點(diǎn) fmax=100;%仿真的最大頻率 nf=256;%正頻率抽樣點(diǎn)的個(gè)數(shù) f=0:nf-1*fmax/nf-1;n=2*nf;%傅里葉變換的長度h=zeros1、n;ha=1./sqrt1+f/fc.order;%半邊帶頻率響應(yīng) h=ha 0 fliplrha2:nf;%雙邊帶