數(shù)字信號處理實驗報告4-MATLAB設(shè)計FIR濾波器

浙江萬里學(xué)院實驗報告成績成績：教師：課程名稱：數(shù)字信號處理實驗名稱：用窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器專業(yè)班級：電子104姓名：黃文龍學(xué)號：2010014139實驗日期：2012/12/5實驗?zāi)康模赫莆沼么昂瘮?shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器的原理和方法。熟悉線性相位FIR數(shù)字濾波器的特性。了解各種窗函數(shù)對濾波器特性的影響。實驗內(nèi)容：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)，即其中如果所希望的濾波器的理想的頻率響應(yīng)函數(shù)為，則其對應(yīng)的單位脈沖響應(yīng)為（4.1）窗函數(shù)設(shè)計法的基本原理是用有限長單位脈沖響應(yīng)序列逼近。由于往往是無限長序列，而且是非因果的，所以用窗函數(shù)將截斷，并進(jìn)行加權(quán)處理，得到： （4.2）就作為實際設(shè)計的FIR數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)序列，其頻率響應(yīng)函數(shù)為 產(chǎn)生長度為51的漢明窗序列M=51;n=[0:1:M-1];w=hamming(M);Stem(n,w)用窗函數(shù)法設(shè)計FIR低通濾波器通帶頻率0.2pi，通帶波紋0.25db阻帶頻率0.3pi，阻帶衰減50db設(shè)計function函數(shù)functionhd=ideal_lp(wc,M)alpha=(M-1)/2;n=[0:1:M-1];m=n-alpha+eps;hd=sin(wc*m)./(pi*m);主函數(shù)wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;trans_width=ws-wp;M=ceil(6.6*pi/trans_width)+1;n=[0:1:M-1];wc=(ws+wp)/2;hd=ideal_lp(wc,M);w_ham=(hamming(M))';h=hd.*w_ham;figure(1)subplot(2,1,1)stem(n,hd)subplot(2,1,2)stem(h)figure(2)subplot(2,1,1)freqz(hd,1)subplot(2,1,2)Fs=1000;N=200;[H,F]=freqz(h,1,N,Fs);plot([0:Fs/(2*N):(Fs-Fs/N)/2],abs(H))圖一為理想低通濾波器的脈沖響應(yīng)圖二為加窗后的脈沖響應(yīng)圖一為幅頻特性，可知阻帶頻率約為0.25pi，波紋約為0.25db阻帶衰減約為50db，頻率為0.3pi圖二為幅頻特性通帶為100hz，阻帶為150hz設(shè)計40階的FIR低通濾波器通帶截至為0.2pib=fir1(40,0.2);n=1:41;figure(1)stem(n,b)figure(2)freqz(b,1)濾波器的單位樣響應(yīng)幅頻特性產(chǎn)生數(shù)字角頻率為0.1pi的含噪聲的正弦波N=256;n=[0:1:N-1];x=sin(0.1*pi*n);x_n=x+randn(1,N);X=fft(x_n,N);magX=abs(X);subplot(2,1,1)plot(x_n);title('x(n)混合噪聲');subplot(2,1,2)k=0:1:N/2-1;w=2*pi/N*k;plot(w/pi,magX(1:N/2));title('頻譜');設(shè)計截至頻率為0.15pi的FIR低通濾波器對x濾波N=256;n=[0:1:N-1];x=sin(0.1*pi*n);x_n=x+randn(1,N);Z=fft(x,N);magZ=abs(Z);X=fft(x_n,N);magX=abs(X);b=fir1(80,0.15);y=fftfilt(b,x_n);Y=fft(y,N);magY=abs(Y);figure(1)subplot(2,1,1)plot(x_n);title('x(n)混合噪聲');subplot(2,1,2)k=0:1:N/2-1;w=2*pi/N*k;plot(w/pi,magX(1:N/2));title('頻譜');figure(2)subplot(2,1,1)plot(y);title('濾波后');subplot(2,1,2)k=0:1:N/2-1;w=2*pi/N*k;plot(w/pi,magY(1:N/2));title('濾波后頻譜');figure(3)subplot(2,1,1)plot(x);title('x信號');subplot(2,1,2)k=0:1:N/2-1;w