基于MATLAB的FIR数字低通滤波器设计.doc
基于MATLAB实现FIR数字滤波器
科学技术学院NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OFSCIENCE AND TECHNOLOGY学士学位论文THESIS OF BACHELOR（2005— 2009 年）题目：基于MATLAB实现FIR数字滤波器学科部：信息学科部专业：电子信息工程班级：05电信（4）班学号：7020905167学生姓名：黎春涛指导教师：谢芳娟起讫日期：目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章引言 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 MA TLAB概述 (1)1.3 滤波器的发展与现状 (1)1.4 滤波器的分类 (1)第二章FIR数字滤波器的概述 (3)2.1 FIR数字滤波器的概述 (3)2.2 FIR数字滤波器的特点 (3)2.3 FIR数字滤波器的优点 (3)2.4 FIR数字滤波器的缺点 (4)第三章FIR数字滤波器设计 (5)3.1 FIR数字滤波器的设计方法 (5)3.2 设计方法的选择 (5)3.2.1 窗函数法 (5)3.2.2 频率采样法 (5)3.2.3 等波纹逼近法 (5)3.2.4 方法比较 (6)3.3 滤波器阶数对切比雪夫滤波器的影响 (6)第四章切比雪夫实现FIR数字滤波器 (8)4.1 切比雪夫等波纹逼近准则 (8)4.2 等波纹最优化设计 (8)4.3 MA TLAB程序设计 (8)第五章结束语 (13)参考文献 (14)致谢 (15)基于MATLAB实现FIR数字滤波器专业：电子信息工程学号：7020905167 学生姓名：黎春涛指导教师：谢芳娟摘要：数字滤波是语音和图象处理、模式识别、频谱分析等应用中的一个基本处理算法，数字滤波技术是数字信号处理的一个重要组成部分。
从实现的网络方式上分为无限脉冲响应（IIR）滤波器和有限脉冲响应(FIR)滤波器。
MA TLAB软件在多个研究领域都有着广泛的应用。
传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。
基于MATLAB的FIR数字低通滤波器分析和设计
啪，＝∽１／Ｎ为，Ｏ嚣主Ｎ。１．（Ｎ训，
ｚ（以）＝ｚＩ（ｎ）一ｚ２（行）＝０．８ｓｉｎ（２耳·ｎ·１００·Ａｔ）一０．２ｓｉｎ （２ｎ·７／·１０００·Ａｔ），其中：Ａｔ＝０．０００１ｓ（即正＝１０ ｋＨｚ），ｎ为 整数，ｚ（押）由１００ Ｈｚ的ｚ１（ｎ）和１ ｋＨｚ的ｚ２（，１）两种频率 的信号组成，低通滤波的目的就是要尽可能地去掉ｚ（九）中 的高频分量ｚ２（竹），同时尽可能地保留ｚ（挖）中的低频分量 ｚｌ（托）．ｚ（ｎ）跟ｈ（ｎ）卷积结果如图１．从图１可看出，响应 Ｙ（玎）中只剩下１００ Ｈｚ的信号，相位右移了（Ｎ一１）／２＝４。５ 个抽样点的距离．
在时域，信号经过系统的响应ｙ（挖）体现为激励ｚ（咒） 跟系统单位抽样响应ｈ（ｎ）的卷积和
Ｙ（挖）＝ｚ（押）＊ｈ（ｎ）
Ｎ－Ｉ
＝＞：ｈ（ｍ）ｚ（挖一卅）【ｌ·２Ｊ．
Ｉ＿。０
对于长度为Ｎ的ＦＩＲ系统，ｈ（咒）可以看成一个宽度 为．Ｎ点的固定窗口，而ｚ（ｎ）则看成一个队列以齐步走的 方式穿过ｈ（１＂１）窗口，。（ｎ）每走一步，位于窗口中的ｚ（咒） 部分的点跟ｈ（１ｒ１）的对应点的值相乘再求和（即加权平均）， 所得结果构成此时系统的响应值Ｙ（ｎ），即Ｙ（ｎ）是ｈ（行）对 位于其窗口中的ｚ（挖）的加权求和．低通滤波要求窗口具有 波形平精作用，即利用窗口加权和使得变化缓慢的（即低 频）正弦分量保留（理想低通）或衰减幅度小（实际低通），而 变化快（即高频）的正弦分量正负抵消（理想低通）或衰减幅 度大（实际低通）．
图４滤波前后的波形
还是用上例中设计的ｈｌ滤波器作频域低通，其ｍ程序 如下：ｆｓ＝２２０５０；Ｘ＝ｗａｖｒｅａｄ（’ｌｅｉｌ．ＷｆｌＶ’）；ｎ＝ｌｅｎｇｔｈ（ｘ）； Ｈｗ＝ｆｆｔ（ｈｌ，ｎ）；Ｘｗ＝ｆｆｔ（ｘ，ｎ）；Ｙｗ＝Ｈｗ’．＊Ｘｗ’；Ｙ＝ｉｆｆｔ （Ｙｗ，ｎ）；ｗａｖｗｒｉｔｅ（ｙ，２２０５０，’ｌｅｉ３．ｗａｖ）；
基于MATLAB的FIR低通滤波器设计
。
四 总结
从 各 个 图 的 特 性 曲线 中 可 以 看 出该滤 波器 的 性 能 基本达 到 了 要 求 滤波作 用 比 较 明 显 曲线 相 对 比 较平 稳 能 够满 足 微 弱 信 号 滤波器 的设 计
, ,
以 及带 通
。
限 脉冲 响 应 滤波器 以 及 无 限脉 冲 响应 滤波器
,
, , ,
,
,
则 需 要 对两 种滤 波器进行全 面 分析 后 才 可 判定 使 用 的 种 类
,
。
I R 滤波器 F
一 般情 况 下 是 通 过 迭 代 算 法 来 达到滤波 目 因 此在设 计 过 程 中 并 不存在
I R 滤波器设 计 过 程 中对 于硬 件设备具 有 现成 的 公 式 供其 使 用 因此 在 F l R 的 较好 要 求 而 滤波器仅仅 通过 模 拟 滤波器设 计参 数表 便 可 完成设
,
I 对 F
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(3 )滤 波器 的 阶 数 i( f
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数 字 滤 波 器 的概 述
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基于MATLAB的FIR 数字低通滤波器设计DOC
毕业设计（论文）任务书题目：基于MATLAB的FIR 数字低通滤波器设计系名信息工程系专业电子信息工程学号 6009202371学生姓名马成指导教师李晓峰职称讲师2012年12 月15 日一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。
）研究条件：在大学四年专业学习的基础上，阅读有关MATLAB软件使用方法以及数字滤波器设计等方面的书籍；掌握MATLAB编程语言，熟练利用计算机进行MATLAB仿真设计。
应用环境：数字滤波器在现实生活中与人们息息相关，广泛使用于各种声音、图像以及文字等处理系统中。
将MATLAB强大的运算处理能力有机融入数字滤波器设计中可实现对于数字滤波器的快速设计以及各种处理变换。
工作目的：本课题的主要任务就是利用MATLAB软件中的数字信号处理工具箱实现FIR低通数字滤波器的设计。
二、参考文献[1]徐明远，刘增力，《MATLAB仿真在信号处理中的应用》[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007.11.[2]陈桂明，张明照，《应用MATLAB语言处理信号与数字图像》[M].北京：科学出版社，2000.5.[3]飞思科技产品研发中心.MATLAB基础与提高[M].北京：电子工业出版社，2005.[4]高西全，丁玉美.数字信号处理[M].西安：西安电子科技大学出版社，第三版，2008.[5]李亚奇，张雅琦.线性相位FIR数字滤波器[J].电子测量技术，2005（6）：35-37.[6]郭德才.基于Matlab的FIR低通滤波器的设计与仿真[J].通化师范学院学报，2009, 30（8）：38-41.[7]赵刚.基于数字滤波器设计的讨论[J].南开大学学报（自然科学版），2003（3）：101-103.[8]陈明军.改进窗函数在FIR数字滤波器设计中的应用[J].继电器，2007（13）：65-67.三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。
基于matlab的fir数字滤波器的设计
一、引言数字滤波器是数字信号处理中至关重要的组成部分，它能够对数字信号进行滤波处理，去除噪音和干扰，提取信号中的有效信息。
其中，fir数字滤波器作为一种常见的数字滤波器类型，具有稳定性强、相位响应线性等特点，在数字信号处理领域得到了广泛的应用。
本文将基于matlab软件，探讨fir数字滤波器的设计原理、方法和实现过程，以期能够全面、系统地了解fir数字滤波器的设计流程。
二、fir数字滤波器的基本原理fir数字滤波器是一种有限长冲激响应（finite impulse response, FIR）的数字滤波器，其基本原理是利用线性相位特性的滤波器来实现对数字信号的筛选和处理。
fir数字滤波器的表达式为：$$y(n) = \sum_{k=0}^{M}h(k)x(n-k)$$其中，y(n)为输出信号，x(n)为输入信号，h(k)为滤波器的系数，M为滤波器的长度。
fir数字滤波器的频率响应特性由其系数h(k)决定，通过设计合适的系数，可以实现对不同频率成分的滤波效果。
三、fir数字滤波器的设计方法fir数字滤波器的设计方法主要包括窗函数法、频率抽样法、最小最大法等。
在matlab中，可以通过信号处理工具箱提供的fir1函数和firls函数等来实现fir数字滤波器的设计。
下面将分别介绍这两种设计方法的基本原理及实现步骤。
1. 窗函数法窗函数法是fir数字滤波器设计中最为常见的方法之一，其基本原理是通过对理想滤波器的频率响应进行窗函数加权来满足设计要求。
在matlab中，可以使用fir1函数实现fir数字滤波器的设计，其调用格式为：h = fir1(N, Wn, type)其中，N为滤波器的阶数，Wn为滤波器的截止频率，type为窗函数的类型。
通过调用fir1函数，可以灵活地设计出满足特定要求的fir数字滤波器。
2. 频率抽样法频率抽样法是fir数字滤波器设计中的另一种重要方法，其基本原理是在频域上对理想滤波器的频率响应进行抽样，并拟合出一个最优的滤波器。
基于MATLAB的fir数字滤波器设计
例 １ 要 求 设 计 一 个 最 小 阶 数 的 低 通 滤 波 器 ， 样 频 率 厂 ＝ ２ ０ ０ Ｈｚ 通 带 截 止 频 率 为 采 ｌ ０ ， ５ ０ Ｈｚ 阻带 的截 至 频 率 为 ６ ０ Ｈｚ 阻带 最 小 衰 ０ ， ０ ， 减 为 ４ Ｂ， 带 的最大 衰减 为 ３ｄ ０ｄ 通 Ｂ。 在设计 之前 ， 先 要确 定 使 用 什 么 样 的 方法 首
下面 的实例 。
Ｍａｌｂ命令 窗 口直接 键人 程 序 代码 ， ｔ ａ 即可 得 到所 设计 的滤波器 。程 序代码 Ⅲ及 注 释如 下 ：
ｆ＝２ ０ Ｉ ｓ ０ ０ ｒ＝３ ｐ Ｉ 采 样 频 率 ％通 带 波 纹
例 ２ 有 一 个 采 样 频 率 为 １０ ０ Ｈｚ的信 号 ０
ｉｃｔ ｎ 频 率 设 定 ） 项 中 ， － （ 样 频 率 ） ｆ ａｉ （ ｉ ｏ 选 将 厂 采 ｌ 、
。。
（ 通带 截止 频率 ） 厂 （ 带截 止频 率 ） 、ｌ 阻 中分 别
键 入 ２０ ０Ｈｚ ５ ０Ｈｚ ６ ０Ｈｚ ０ ，０ ，０ 。再 对 Ｍａ ｎｔｄ ｇｉ ｅ ｕ
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文 章 编 号 ：１ ０ － ９ ９ ２ ０ ） ３０ ５ － ４ ０ ６ ２ ３ （ ０ ６ ０ － ２ ４０
基 于 Ｍａｌｂ的 Ｆ Ｒ数 字 滤 波器 的设计 ｔ ａ Ｉ
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吉 姜 涛 口 ， ＇
１０ ２ ｝２ 长 春 工 业 大 学 机 电工 程 学 院 ，吉林 长 春 １ ０ １ ） ３０ ２ ． ３ ０ ２
ｐｏ （ ｎ ． ｎ ） ｌｔｚ ｔ ｚ ｓ
基于MATLAB设计FIR滤波器
基于MATLAB设计FIR滤波器FIR（Finite Impulse Response）滤波器是一种数字滤波器，它具有有限的冲激响应长度。
基于MATLAB设计FIR滤波器可以使用signal工具箱中的fir1函数。
fir1函数的语法如下：b = fir1(N, Wn, window)其中，N是滤波器的阶数，Wn是截止频率，window是窗函数。
要设计一个FIR低通滤波器，可以按照以下步骤进行：步骤1：确定滤波器的阶数。
阶数决定了滤波器的截止频率的陡峭程度。
一般情况下，阶数越高，滤波器的陡峭度越高，但计算复杂度也会增加。
步骤2：确定滤波器的截止频率。
截止频率是指在滤波器中将信号的频率限制在一定范围内的频率。
根据应用的需求，可以选择适当的截止频率。
步骤3：选择窗函数。
窗函数是为了在时域上窗口函数中心增加频率衰减因子而使用的函数。
常用的窗函数有Hamming、Hanning等。
窗函数可以用来控制滤波器的幅度响应特性，使得它更平滑。
步骤4：使用fir1函数设计滤波器。
根据以上步骤确定滤波器的阶数、截止频率和窗函数，可以使用fir1函数设计FIR滤波器。
具体代码如下：N=50;%设定阶数Wn=0.5;%设定截止频率window = hanning(N + 1); % 使用Hanning窗函数步骤5：使用filter函数对信号进行滤波。
设计好FIR滤波器后，可以使用filter函数对信号进行滤波。
具体代码如下：filtered_signal = filter(b, 1, input_signal);其中，input_signal是输入信号，filtered_signal是滤波后的信号。
以上，便是基于MATLAB设计FIR滤波器的简要步骤和代码示例。
根据具体需求和信号特性，可以进行相应的调整和优化。
用MAtlab实现FIR数字滤波器的设计
设计方法
• 一、窗函数设计法 • 二、频率抽样设计法 • 三、最小二乘逼近设计法
FIR 数 字 滤 波 器 的 文 件
一、fir1.m
• 本文件采用窗函数法设计FIR数字滤波器，其调用格式是
• 1）b=fir1（N ,W c）
• 2）b=fir1（N,W c ,’high’） • 3）b=fir1（N,W c ,’stop’）
实践课题
FIR 数 字 滤 波 器 的 设 计
实践目的
通过实践加深对Matlab软件的认识。 能熟练应用并基本掌握Matlab软件， 通过实践对课本以外的内容有初步的 了解。 通过设计FIR数字滤波器，对滤波器 的功能和原理有初步的认识和了解。
实践课题简介
在数字信号处理的许多领域中， 如图像处理、数字通信等领域，常 常要求滤波器具有线性相位。FIR数 字滤波器的最大优点就是容易设计 成线性相位特性，而且它的单位冲 激响应是有限长的，所以它永远是 稳定的。
•
Hale Waihona Puke 上式中N为滤波器的阶次，W c是通带截止频率，其值在0~1之间， 1对应采样频率的一半，b是设计好的滤波器系数（单位冲激响应序 列）其长度为N+1。
对于格式（1）若W c是一标量，则可用来设计低通滤波器；若W c 是 的向量，则用来设计带通滤波器。 格式（2）用来设计高通滤波器。 格式（3）用来设计带阻滤波器。
部分滤波器的例子（频率抽样法）
部分滤波器的例子（最小二乘逼近设计法）
Fircls1设计的低通滤波器，归一化截止频率 为0.3，通带波纹为0.02，阻带波纹为0.008。
实践总结
通过这次实践课题的设计与制作，使我 对Matlab这个软件有了进一步的了解，并且 加深了课本上的知识。与此同时，使我对 滤波器有了初步的认识。提高了我的理解 以及分析能力，理论和实践相结合，不仅 巩固了我的理论知识，同时更提高了我的 实践能力，使我受益匪浅。
基于MATLAB的FIR低通滤波器的设计.
吉首大学信息科学与工程学院课程设计报告书课程通信系统设计与仿真课题：基于MATLAB的低通FIR滤波器设计姓名：何其兵杨冰清岳裕旭学号：20124055066 2012405506720124055068专业：通信工程（物联网方向）年级：2012级指导教师：雷可君2015年11 月一、项目介绍与设计目的1.项目介绍FIR数字滤波器的设计方法有很多，比较常用的有窗函数设计法、频率采样设计法、等波纹逼近法等。
本课题通过运用窗函数设计FIR数字低通滤波器，并实现对给定的信号进行滤波。
窗函数设计法是最基本的数字滤波方法，是利用傅里叶反变换(IDTFT)计算给定的频响的理想单位脉冲响应，再加以窗函数进行截断和平滑[2]。
Matlab软件的信号处理工具箱提供了FIR数字滤波器设计的子函数，运用Matlab软件设计可以避免繁杂的数学运算，而且具有丰富的绘图功能，可以方便地查看所设计的数字滤波器的幅度响应和相位响应是否满足设计要求。
因此，本课题在理论分析各种FIR数字滤波器设计方法的基础上，运用Matlab软件进行仿真分析。
随着信息科学和计算机技术的不断发展，数字信号处理(DSP，Digital Signal Processing)的理论和技术也得到了飞速的发展，并逐渐成为一门重要的学科，它的重要性在日常通信、图像处理、遥感、声纳、生物医学、地震、消费电子、国防军事、医疗方面等显得尤为突出。
在我们面临的信息革命中，数字信号处理几乎涉及了所有的工程技术领域[1]。
2.设计目的（1）增进对MATLAB的认识，加深对数字信号处理理论方面的理解；（2）掌握数字信号处理中IIR和FIR滤波器的设计；（3）了解和掌握用MATLAB实现IIR和FIR滤波器的设计方法、过程，为以后的设计打下良好基础。
二、设计方案1．项目环境要求MATLAB 7.0一台PC2.设计目的（1）增进对MATLAB的认识，加深对数字信号处理理论方面的理解；（2）掌握数字信号处理中IIR和FIR滤波器的设计；（3）了解和掌握用MATLAB实现IIR和FIR滤波器的设计方法、过程，为以后的设计打下良好基础。
基于MATLAB的FIR低通滤波器的设计
吉首大学信息科学与工程学院课程设计报告书课程通信系统设计与仿真课题：基于MATLAB的低通FIR滤波器设计姓名：何其兵杨冰清岳裕旭学号：20124055066 2012405506720124055068专业：通信工程（物联网方向）年级：2012级指导教师：雷可君2015年11 月一、项目介绍与设计目的1.项目介绍FIR数字滤波器的设计方法有很多，比较常用的有窗函数设计法、频率采样设计法、等波纹逼近法等。
本课题通过运用窗函数设计FIR数字低通滤波器，并实现对给定的信号进行滤波。
窗函数设计法是最基本的数字滤波方法，是利用傅里叶反变换(IDTFT)计算给定的频响的理想单位脉冲响应，再加以窗函数进行截断和平滑[2]。
Matlab软件的信号处理工具箱提供了FIR数字滤波器设计的子函数，运用Matlab软件设计可以避免繁杂的数学运算，而且具有丰富的绘图功能，可以方便地查看所设计的数字滤波器的幅度响应和相位响应是否满足设计要求。
因此，本课题在理论分析各种FIR数字滤波器设计方法的基础上，运用Matlab软件进行仿真分析。
随着信息科学和计算机技术的不断发展，数字信号处理(DSP，Digital Signal Processing)的理论和技术也得到了飞速的发展，并逐渐成为一门重要的学科，它的重要性在日常通信、图像处理、遥感、声纳、生物医学、地震、消费电子、国防军事、医疗方面等显得尤为突出。
在我们面临的信息革命中，数字信号处理几乎涉及了所有的工程技术领域[1]。
2.设计目的（1）增进对MATLAB的认识，加深对数字信号处理理论方面的理解；（2）掌握数字信号处理中IIR和FIR滤波器的设计；（3）了解和掌握用MATLAB实现IIR和FIR滤波器的设计方法、过程，为以后的设计打下良好基础。
二、设计方案1．项目环境要求MATLAB 7.0一台PC2.设计目的（1）增进对MATLAB的认识，加深对数字信号处理理论方面的理解；（2）掌握数字信号处理中IIR和FIR滤波器的设计；（3）了解和掌握用MATLAB实现IIR和FIR滤波器的设计方法、过程，为以后的设计打下良好基础。
基于Matlab的FIR数字滤波器设计
第19卷 第1期长 春 大 学 学 报Vol .19 No .1 2009年2月JOURNAL OF CHANGCHUN UN I V ERSI TY Feb .2009 文章编号:1009-3907(2009)02-0047-03收稿日期:2008211211作者简介:张猛(19722)男,吉林省长春市人,长春大学电子信息工程学院讲师,硕士,主要从事电子信息、信号采集及处理等方面的研究。
基于M a tl ab 的F I R 数字滤波器设计张 猛(长春大学 电子信息工程学院,吉林 长春 130022)摘 要:滤波器设计是信号处理的核心问题之一,Matlab 软件在多个研究领域都有着广泛的应用。
本文介绍了基于Matlab 环境下,用窗函数设计法实现F I R 数字滤波器的设计,并阐述了与以前人们常用的设计方法的区别,给出了设计实例。
仿真结果表明,设计结果的各项性能指标均达到指定要求,且设计过程简便易行。
关键词:窗函数;F I R 数字滤波器;Matlab中图分类号:T N713+17 文献标识码:A 0 引 言Matlab 是由美国的Math Works 公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件,它是由Matrix (矩阵)和Laborat ory (实验室)的前三个之母组成。
它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,构成了一个方便友好的用户环境界面。
在Matlab 内部配备了涉及到自动控制、信号处理和计算机仿真等种类繁多的工具箱,所以Matlab 的应用非常广泛,它可涉足于数值分析、控制、信号分析和通信等多种领域。
Matlab 不仅可完成基本代数运算操作,而且还可完成矩阵函数运算,提供丰富的实用函数命令。
另外,Matlab 最重要的特点就是易于扩展,允许用户自行构建指定功能的M 文件,从而构成适合其他领域的工具箱,这大大扩展了Matlab 的适用范围。
随着信息时代和数字世界的到来,数字信号处理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。
基于MATLAB的FIR数字滤波器设计
基于MATLAB的FIR数字滤波器设计江楠;李伟【摘要】文中针对传统FIR滤波器设计方法繁琐,设计步骤和过程繁杂,且设计好滤波器之后,不能直观快速修改滤波器参数来观察滤波器变化,设计了基于MATLAB 的FIR数字滤波器.MATLAB功能强大,在进行有限脉冲响应滤波器(FIR)设计时,利用FDATool工具,根据不同需求,设计出不同的滤波功能.其能够快速处理目标函数,并将实时处理的结果曲线和目标函数进行理论对比,可以做到实时修改,使滤波器的设计更加方便、快捷、直观、节省时间.文中以FIR滤波器设计为例,对信号中噪声做出了处理,并用MATLAB进行了仿真,验证了理论的实现.%The for traditional FIR filter design method is tedious , complicated design steps and processes, and well designed filter cannot directly modify filter parameters to observe change filter, the design of the FIR digital filter based on MATLAB. MATLAB function is very powerful , in the finite impulse response filter (FIR) design, the use of FDATool tools, according to different needs, the design of different filtering functions. It can quickly deal with the objective function and theoretical comparison of the real-time processing of the curve and the objective function , can achieve real-time modification and enable the design of the filter is more convenient, fast and intuitive, save time. This paper takes the design of FIR filter as an example, and makes the processing of noise in the signal. The simulation is carried out with MATLAB, and the realization of the theory is verified.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)014【总页数】4页(P187-189,193)【关键词】MATLAB;FIR数字滤波器;仿真【作者】江楠;李伟【作者单位】1550部队辽宁大连 116023;1550部队辽宁大连 116023【正文语种】中文【中图分类】TN713.7随着数字技术的发展，数字信号处理被广泛研究，数字信号处理的应用也涉及到各个方面，通信中的编码解码、自动控制、语音识别和图像处理等[1]。
基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计
ｐ ｅ Ｏ ｔ ｄｉ ｔ ｆｉ ｔｅ ｄｅｓ ｇｎ ａｓ ｕｎｉ ｏｗ ｒ ｆ ｈｅ ｇｉ ａ１ ｌ ｒ ｉ ｈ ａ ｑｕｅ ｄＶ ｎｔ ｅ ｆ ａ ａ ａｇ ｏ ｔｈ ｃｏ ｌｅ ｏ Ｏ ｔ ｅ ｅｓ ｇｎ ｅ ｍｐ ｔｉ ｎ ｆ ｈ ｄ ｉ ｏｆ ｃＯ ｕｔ ｎｇ ｍｐ ｉ ａｎ ｄ
３ １０ ） ４ Ｏｏ
（ｎ ｔｔ ｔ ｆ Ｔ ｃｎ ｌ ｇ ， ａ ｎ ｎＮ ｒ ａ ｏ ｌ ｇ ，Ｊ ａ ｇ ｉ Ｇ ｎ ｈｕ ３ １Ｏ ） Ｉｓ ｉ ｕ ｅ０ ｅ ｈ ｏ ０ ｙ Ｇ ｎａ ｏ ｍ ｌ ｃ ｌｅ ｅ ｉ ｎ ｘ ａ ｚ ｏ ４ ＯＯ
摘
要 ：ＦＲ数字滤波器 是数 字滤波器 系统 中常见的滤波器 ， Ｉ 本文介 绍通过 采用频率抽样设计法来设计 ＦＲ数字滤波器 ， Ｉ
ｇｒ ｐｈｉ ｓ ｅｎ ｒｉ ａ ｃ ｒ ｄｅ ｎｇ， ｔｈ ｄ ｉ ０ ｔ ｅ Ｏｖ ｅ ｅｓ ｇｎ ｆ ｈ １ 、 —ｐａ ｆｉ ｅ ｆ ｑ ｎｃ ｃ ａｒ ｔｅ ｓ ｃｓ ｆ ｓｉ ｌ ｉｏ ａ ａｎ ｙｓ ｓｓ １ｔ ｒ ｒｅ ｕｅ ｙ ｈ ａｃ ｒｉ ｔｉ Ｏ ｍｕ ａｔ ｎ ｎｄ ａｌ ｉｓ ｓｈ ｗｅ ｔ ｔ Ｏ ｄ ｈａ ｕｔ ｉｚ Ｍ Ｌ ｔ ｄｅ ｇ Ｄｉ ｔ Ｆｉ１ ｅ ｎｇ ｓ ｉｌ ｅ ＡＴ ＡＢ Ｏ ｓｉ ｎ ｇｉ ａ１ ｔ ｒｉ ｉ ｓｉ ｍｐｌ ｅ ａｎｄ ｃＯ ｅｎ ｅｎ ｎＶ ｉ ｔ．
利用 ＨＴＡ 语言 的强大功 能和在数字滤波器设 计上具有 的独特优势完成设计 中的计算 与图形的绘 制。对所设计 的低 通滤 波 ＡＬＢ 器 的仿 真和 频率特性分析表 明， 利用 Ｈ ＴＡ 来设 计数 字滤波器简单、 ＡＬＢ 方便。
关键词 ：Ｉ 数 字滤波器： Ａ ＬＢ ＦＲ Ｈ ＴＡ ；频率抽样法
用MATLAB设计FIR数字滤波器
实验八 用MATLAB 设计FIR 数字滤波器（二）一、实验目旳：1、加深对窗函数法设计FIR 数字滤波器旳基本原理旳理解。
2、学习用MATLAB 语言旳窗函数法编写设计FIR 数字滤波器旳程序。
3、理解MATLAB 语言有关窗函数法设计FIR 数字滤波器旳常用函数用法。
二、实验原理：1、用窗函数法设计FIR 数字滤波器 FIR 数字滤波器旳系统函数为N-1-n n=0H(z)=h(n)z ∑这个公式也可以当作是离散LSI 系统旳系统函数M-m -1-2-mmm=0012m N -1-2-k-k12k k k=1bz b +b z +b z ++b z Y(z)b(z)H(z)====X(z)a(z)1+a z +a z ++a z1+a z ∑∑ 分母a 0为1，其他a k 全都为0时旳一种特例。
由于极点所有集中在零点，稳定和线性相位特性是FIR 滤波器旳突出长处，因此在实际中广泛使用。
FIR 滤波器旳设计任务是选择有限长度旳h(n)，使传播函数H(e j ω)满足技术规定。
重要设计措施有窗函数法、频率采样法和切比雪夫等波纹逼近法等。
本实验重要简介窗函数法。
用窗函数法设计FIR 数字滤波器旳基本环节如下：（1）根据过渡带和阻带衰减指标选择窗函数旳类型，估算滤波器旳阶数N 。
（2）由数字滤波器旳抱负频率响应H(e j ω)求出其单位脉冲响应h d (n)。
可用自定义函数ideal_lp实现抱负数字低通滤波器单位脉冲响应旳求解。
程序清单如下：function hd=ideal_lp(wc,N) %点0到N-1之间旳抱负脉冲响应%wc=截止频率（弧度）%N=抱负滤波器旳长度tao=(N-1)/2;n=[0:(N-1)];m=n-tao+eps; %加一种小数以避免0作除数hd=sin(wc*m)./(pi*m);其他选频滤波器可以由低通频响特性合成。
如一种通带在ωc1～ωc2之间旳带通滤波器在给定N值旳条件下，可以用下列程序实现：Hd=ideal_lp(wc2,N)-ideal_lp(wc1,N)（3）计算数字滤波器旳单位冲激响应h(n)=w(n)h d(n)。
基于MATLAB的FIR数字滤波器典型设计
收稿日期:2008206226 修回日期:2008210223 作者简介:王 薇(19782 ),女,黑龙江大兴安岭人,硕士,讲师,主要研究方向:信号与信息处理。
文章编号:100220640(2009)0820156204基于M AT LAB 的F IR 数字滤波器典型设计王 薇,张明敏(海军工程大学电子工程学院,湖北 武汉 430033) 摘 要:就M A TLAB 在数字信号处理方面的应用作了一些研究,主要研究在M A TLAB 环境下F I R 数字滤波器的典型设计方法:窗口法。
列举具体实例比较了H anning 窗、H amm ing 窗、B lackm an 窗、Kaiser 窗各自的频率响应曲线。
应用M A TLAB 信号处理工具箱及其扩展函数,使得如何在数字信号处理过程中较复杂的数字滤波器设计问题得以解决,用M A TLAB 进行仿真设计,已成为实现F I R 数字滤波器设计必不可少的实用技术。
关键词:数字滤波器,脉冲响应,幅频特性,仿真中图分类号:G 30 文献标识码:ATyp ical D esign of the F IR D ig ital F ilter based on M AT LABW AN G W ei ,ZHAN G M ing 2m in(E lectronic E ng ineering Colleg e of N avy E ng ineering U niversity ,W uhan 430033,Ch ina ) Abstract :W indow law is a typ ical design m ethod of the F I R digital filter design 1T h is article m ain ly research the typ ical design m ethod based on M A TLAB in digital signal p rocessing 1A t the sam e ti m e th is article particu larizes the m aterial exam p les to com pare w ith their ow n frequency respond the cu rve of H ann ing w indow ,H amm ing w indow ,B lackm an w indow and Kaiser w indow 1U sing signal p rocessing k it and sp read functi on of M A TLAB can settle rather com p licated design p rob lem s in cou rse of digital signal p rocessing 1Si m u lati on design based on already becom e nessesary app lied techno logy of the F I R digital filter design 1Key words :digital filter ,pu lse respond ,frequency 2am p litude characteristic ,si m u lati on引 言M A TLAB 是美国M athw o rk s 公司推出的一套用于工程计算的可视化高性能语言与软件环境。
基于MATLAB设计FIR滤波器
目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2 课题研究的现状与前沿 (1)1.3 本课题主要研究内容 (2)第二章基本原理概念 (3)2.1 数字滤波器简介 (3)2.2 MATLAB简介 (4)2.2.1 MATLAB系统的功能及特点 (4)2.2.2 MATLAB的发展 (4)第三章 FIR数字滤波器的原理与设计 (6)3.1 FIR数字滤波器的结构特点 (6)3.2 FIR的线性相位特性 (7)3.3 FIR数字滤波器设计的基本步骤 (7)3.4 FIR数字滤波器的设计方法 (8)3.4.1 频率取样法 (8)3.4.2 FIR滤波器的最优化方法 (9)3.4.3 窗函数法 (12)3.3.4 三种设计方法的比较 (12)第四章窗函数设计 (13)4.1 窗函数设计法的基本原理 (13)4.1.1 窗函数的理论根据 (13)4.1.2 常用窗函数 (14)4.1.3 MATLAB方法 (16)4.2 窗函数设计法的步骤 (17)第五章利用窗函数设计给定参数的FIR滤波器 (19)第六章结论分析 (22)参考文献 (24)致谢 .................................................................................................... 错误！未定义书签。
附录程序清单. (25)基于MATLAB的窗函数法设计FIR滤波器摘要：数字滤波是数字信号处理中一个非常重要且应用普遍的技术。
FIR数字滤波器因其严格的线性相位等优点得到了广泛应用。
MATLAB是国际控制界的标准计算软件。
本文根据FIR数字滤波器设计的基本原理，介绍了窗函数，分析了数字滤波器的设计方法，对基于窗函数设计的FIR滤波器的特性进行了分析。
分别采用Hanning窗、Hamming窗、Blackman窗和Kaiser窗，利用MATLAB语言设计数字FIR低通滤波器并给出了实验结果,达到了性能指标要求，引入了MATLAB工具软件进行设计。
基于MATLAB的FIR数字滤波器设计
基于MATLAB的FIR数字滤波器设计谢丽英;房丽敏【摘要】针对数字信号处理里面的有限长单位脉冲响应(FIR)数字滤波器的设计方法进行讨论,描述4类线性相位FIR数字滤波器的幅度特性和相位特性.分析了应用MATLAB分别采用窗化法和频率采样法设计具有线性相位特性的FIR数字滤波器的设计过程和设计特点.窗化法的优点是设计简单,可以设计任意频率特性的滤波器,但窗化法设计滤波器时通带和阻带的边界频率不易控制,滤波器的长度也需要多次设计才能得到满意的结果.频率采样法进行FIR数字滤波器设计的优点是直接从频域设计,物理概念清楚,直观方便,特别适合于频率响应只有较少非零取样值的窄带滤波器.【期刊名称】《广东第二师范学院学报》【年(卷),期】2018(038)005【总页数】6页(P61-66)【关键词】有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器;线性相位;窗化法;频率采样法;MATLAB【作者】谢丽英;房丽敏【作者单位】广东第二师范学院物理与信息工程系,广东广州510303;广东第二师范学院物理与信息工程系,广东广州510303【正文语种】中文【中图分类】G424.281 FIR数字滤波器的特性无限长单位脉冲响应(IIR)数字滤波器可以借助模拟滤波器原型进行设计，所以能够保留模拟滤波器的部分优良特性，如具有良好的幅频特性，但是其相位是非线性的.而有限长单位脉冲响应(FIR)数字滤波器能够设计成严格线性相位的，从而避免被处理信号产生相位失真[1-2]. 在数据通信和图像处理等领域往往要求信号在传输和处理的过程中不能有明显的相位失真，因而线性相位FIR滤波器得到了广泛的应用. 如果FIR数字滤波器的冲激响应h(n)的长度为N，则FIR数字滤波器的设计就是用多项式来逼近所要求的频率特性指标. FIR数字滤波器的频率响应为：(1)式中H(ω)是幅频特性，是实函数，θ(ω)是相频特性.如果FIR数字滤波器具有严格线性相位特性，则相位和频率成正比，即θ(ω)=-τω,(2)式中τ为群时延.对上述条件降低一点要求是相位和频率成线性关系，即θ(ω)=θ0-τω.(3)由式(1)、式(2)和式(3)推导可得FIR数字滤波器具有线性相位的充要条件是：或者(4)根据h(n)的奇偶对称性和N的奇偶性，可以将线性相位FIR数字滤波器分成4类，如表1所示[1-2].表1 4类线性相位FIR滤波器分类幅度特性相位特性Ⅰ型:h(n)偶对称,N为奇数H(ω)=∑(N-1)/2n=0a(n)cos(ωn),其中a(0)=h(N-12),a(n)=2h(N-12+n),n=1,2,…,N-12θ(ω)=-(N-12)ωⅡ型:h(n)偶对称,N为偶数H(ω)=∑N/2n=1b(n)cos(ω(n-12)),其中b(n)=2h(N2-1+n),n=1,2,…,N2不能实现高通和带阻滤波器θ(ω)=-(N-12)ωⅢ型:h(n)奇对称,N为奇数H(ω)=∑(N-1)/2n=1c(n)sin(ωn)其中c(n)=2h(N-12+n),n=1,2,…,N-12只能实现带通滤波器θ(ω)=-(N-12)ω+π2Ⅳ型:h(n)奇对称,N为偶数H(ω)=∑N/2n=1d(n)sin(ω(n-12)),其中d(n)=2h(N2-1+n),n=1,2,…,N2不能实现低通和带阻滤波器θ(ω)=-(N-12)ω+π22 窗化设计法及MATLAB实现2.1 窗化法设计FIR数字滤波器滤波器的设计是以理想滤波器的特性为基准，使所设计的滤波器逼近理想滤波器的性能. 假设理想滤波器的频率响应为Hd(ejω)，其对应的脉冲响应为hd(n).若设计一个长度为N的FIR滤波器来逼近Hd(ejω)，最直接的逼近方式就是在时域中用FIR滤波器的单位脉冲响应h(n)去逼近hd(n). 由于Hd(ejω)是矩形频率特性，其对应的脉冲响应为hd(n)一定是无限长的序列，且是非因果的.而FIR滤波器的单位脉冲响应h(n)是有限长的，可以用一个长度为N的窗函数w(n)对hd(n)进行截取，即hw(n)=hd(n)·w(n).(5)原则上尽量保留hd(n)的最高能量部分，截取之后再将hw(n)移位得到因果序列，这就是窗化法设计FIR数字滤波器的思路.窗函数在FIR数字滤波器的设计中具有重要的作用，几种常用的窗函数及MATLAB语句如表2所示，各个窗函数的性能如表3所示[2-3].表2 常用窗函数及MATLAB语句窗函数名称窗函数表达式MATLAB语句矩形窗w(n)=RN(n)=1,0≤n≤N-1,0, 其他 w=boxcar(N)汉宁窗w(n)=0.5(1-cos(2πnN-1))RN(n)w=hanning(N)汉明窗w(n)=(0.54-0.46cos(2πnN-1))RN(n)w=hamming(N)布莱克曼窗w(n)=(0.42-0.5cos(2πnN-1)+0.08cos(4πnN-1))RN(n)w=blackman(N)凯塞窗w(n)=I0(β1-(1-2nN-1)2)I0(β),0≤n≤N-1,其中I0(·)是零阶第一类修正贝塞尔函数,β是窗函数的形状参数.w=kaiser(N)表3 各种窗函数的性能比较窗函数第一旁瓣相对于主瓣衰减/dB主瓣宽度近似值精确值阻带最小衰减/dB矩形窗-134π/N1.8π/N21汉宁窗-318π/N6.2π/N44汉明窗-418π/N6.6π/N53布莱克曼窗-5712π/N11π/N74凯塞窗可调可调可调可调图1为N=64时几种窗函数的时域序列和频谱.2.2 窗化法设计FIR数字滤波器的MATLAB实现窗化法设计FIR数字滤波器的步骤如下：1)确定滤波器的设计指标：边界频率ωp和ωs、通带最大衰减αp、阻带最小衰减αs，过渡带宽为ωs-ωp；2)根据所设计的滤波器类型写出理想滤波器的冲激响应hd(n)，理想滤波器的截止频率为ωd=(ωp+ωs)/2，4种理想滤波器的冲激响应表达式如表4所示；3)根据阻带最小衰减由表3选择窗函数类型，再由“过渡带宽=窗函数主瓣宽度”确定窗长N，从而写出窗函数表达式w(n)，对应的MATLAB调用函数见表2；4)求出实际滤波器的冲激响应：A.矩形窗;B.汉宁窗;C.汉明窗;D.布莱克曼窗;E.凯塞窗图1 N=64时常用窗函数的时域序列和频谱表4 理想滤波器的冲激响应此外，MATLAB还提供fir1()和fir2()函数进行窗化法设计数字滤波器. 图2为在MATLAB中应用窗化法设计的FIR数字带通滤波器的幅度特性，其设计指标为ωpl=0.4π，ωph=0.6π，ωsl=0.2π，ωsh=0.8π，αpl=1dB，αph=1dB,αsl=60 dB，αsh=60dB.由阻带最小衰减为60dB，根据表3选择布莱克曼窗，再根据过渡带为ωpl-ωsl=ωsh-ωph=0.2π，可知11π/N=0.2π，由此可得N=55.3 频率采样法及MATLAB实现3.1 频率采样法设计FIR数字滤波器频率采样法是从频域出发，对理想滤波器的频率响应Hd(ejω)进行等间隔采样，得到频域序列H(k)，即(6)对H(k)作IDFT得到时域的滤波器序列：h(n)=IDFT[H(k)].(7)如果要求FIR滤波器具有线性相位特性，需要H(k)的幅度值和相位满足表1的条件.若H(k)用幅度Hk和相位θk表示，即H(k)=Hkejθk，由式(6)和表1可推导得到4类线性相位FIR数字滤波器的频域序列H(k)所要满足的条件，如表5所示. 表5 4类线性相位FIR数字滤波器的频域序列特性分类幅度特性相位特性Ⅰ型:h(n)偶对称,N为奇数H(ω)=H(2π-ω)Hk=HN-kθ(ω)=-(N-12)ωθk=-(N-12)2πkNⅡ型:h(n)偶对称,N为偶数H(ω)=-H(2π-ω)Hk=-HN-k不能实现高通和带阻滤波器θ(ω)=-(N-12)ωθk=-(N-12)2πkNⅢ型:h(n)奇对称,N为奇数H(ω)=-H(2π-ω)Hk=-HN-k只能实现带通滤波器θ(ω)=-(N-12)ω+π2θk=-(N-12)2πkN+π2Ⅳ型:h(n)奇对称,N为偶数H(ω)=H(2π-ω)Hk=HN-k不能实现低通和带阻滤波器θ(ω)=-(N-12)ω+π2θk=-(N-12)2πkN+π23.2 频率采样法设计FIR数字滤波器的MATLAB实现以低通滤波器的设计为例，频率采样法设计FIR数字滤波器的实现步骤如下：1)根据给定的理想滤波器Hd(ejω)通带类型，由表5选择FIR滤波器的线性相位类型(对于低通滤波器，只能选择Ⅰ型和Ⅱ型)，再确定合适的滤波器阶数N.2)对Hd(ejω)在[0,2π)上进行N点等间隔采样，对于第k个点对应频率为由通带截止频率计算得到当k=0,1,2,…,M时，H(k)=1；根据对称性，当k=N-M,N-M+1,N-M+2,…,N-1时，Hk=1(Ⅰ型)或者Hk=-1(Ⅱ型)；而对于3)对H(k)=Hkejθk作IDFT，得到FIR滤波器的冲激响应h(n).图3为利用频率采样法设计的数字低通滤波器的幅度特性，其3 dB频率为π/3，N=33，因此选择第Ⅰ类线性相位滤波器.4 结论FIR数字滤波器是稳定的和可实现的[4-6]，并且由于它可以设计成具有线性相位特性而得到了广泛的应用. FIR数字滤波器可以采用窗化法和频率采样法进行设计.窗化法的优点是设计简单，可以设计任意频率特性的滤波器，但窗化法设计滤波器时通带和阻带的边界频率不易控制，长度N也需要多次设计才能得到满意的结果.频率采样法进行FIR数字滤波器设计的优点是直接从频域设计，物理概念清楚，直观方便，特别适合于频率响应只有较少非零取样值的窄带滤波器.但频率采样只能保证N个采样值和理想滤波器的Hd(ejω)完全一致，而在采样点之间的频率响应H(ejω)和H d(ejω)存在偏差，所以在通带频率和阻带频率要求比较严格的时候使用受到限制.参考文献：【相关文献】[1] 王彬，于丹，汪洋.MATLAB数字信号处理[M]. 北京：机械工业出版社，2010：211-243.[2] 吴镇扬.数字信号处理[M]. 北京：高等教育出版社，2016：194-236.[3] 孙祥，徐流美，吴清.MATLAB 7.0基础教程[M]. 北京：清华大学出版社，2005：45-87.[4] 王英喆，王振宇，严伟，等.全并行FIR滤波器的FPGA实现与优化[J]. 电子设计工程，2015,23(22)：94-97.[5] 焦淑红，智扬. 基于FPGA的高阶FIR滤波器设计[J].电子科技，2015，28(8)：24-28.[6] 李华刚，石智伟. 求解非线性偏微分方程的傅里叶变换方法[J]. 广东第二师范学院学报，2011，31(3)：44-47.。
(完整word版)FIR数字滤波器的Matlab实现
第7章 FIR 数字滤波器的Matlab 实现7.1 实验目的● 学习用窗函数法设计FIR 数字滤波器的原理及其设计步骤； ● 学习编写数字滤波器的设计程序的方法，并能进行正确编程； ● 根据给定的滤波器指标，给出设计步骤。
7.2 实验原理及实例分析7.2.1 FIR 低通数字滤波器的设计原理如果系统的冲激响应)(n h d 为已知，则系统的输入/输出关系为：)()()(n h n x n y d ⋅=对于低通滤波器，只要设计出低通滤波器的冲激响应函数，就可以由上式得到系统的输出了。
假设所希望的数字滤波器的频率响应为)(jwd e H ，它是频域的周期函数，周期为2π，那么它与)(jwd eH 相对应的傅立叶系数为dw e e H n h jnw jw d d )(21)(⎰-=πππ以)(n h d 为冲激响应的数字滤波器将具有频域响)(jwd e H 。
但是将)(n h d 作为滤波器脉冲响应有两个问题：（1） 它是无限长的，与FIP 滤波器脉冲响应有限长这一前提不一致 （2） 它是非因果的，0,0)(<≠n n h d 对此，要采取以下的措施，（1） 将)(n h d 截短 （2）将其往右平移， 由此得到)(2n h 的实际频域响应jnw N n jwd e n h eH ∑-==12)()(，与理想频域响应)(jw d e H 相近，但不完全一致。
理论证明上述现象是对)(n h d 进行简单截短处理的必然结果，一般称为吉布斯现象，为尽可能的减少吉布斯现象，应对)(n h d 进行加窗截取，即以)()()(n W n h n h N d ⋅=作为FIR 滤波器的系数。
常用的窗函数有矩形窗、海明窗和布莱克曼窗等。
7.2.2 用窗函数法设计FIR 滤波器Matlab 设计FIR 滤波器有多种方法和对应的函数，见表7－1。
表7－1 matlab 设计FIR 滤波器的方法和函数窗函数方法不仅在数字滤波器的设计中占有重要的地位，同时可以用于功率谱的估计，从根本上讲，使用窗函数的目的就是消除由无限序列的截短而引起的Gibbs 现象所带来的影响。
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基于MATLAB的FIR数字低通滤波器设计
..基于MATLAB的FIR数字低通滤波器设计作者：
周龙刚（陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业2011级4班,陕西汉中723003）指导老师：
井敏英[摘要]FIR数字滤波器是数字信号处理的一个重要组成部分，由于FIR数字滤波器具有严格的线性相位，因此在信息的采集和处理过程中得到了广泛的应用。
本文介绍了FIR数字滤波器的概念和线性相位的条件，分析了窗函数法、频率采样法和等波纹逼近法设计FIR滤波器的思路和流程。
在分析三种设计方法原理的基础上，借助Matlab仿真软件工具箱中的fir1实现窗函数法中的哈明窗设计FIR低通滤波器。
[关键词] FIR数字滤波器;线性相位窗函数;法哈明窗;MatlabDesigning FIR low-pass digital filter based on VHDL Zhoulonggang(Grade11,Class4,Major of Communication Engineering，School of Physics and Telecommunication Engineering , Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi)Tutor:JingYingMinAbstract:FIR digital filter is an important part of digital signal processing,the FIR digitalfilter with linear phase, so it has been widely applied in the collection and processing of information in the course of. This paper introduces the concept of FIR digital filter with linear phase conditions, analysis of the window functionmethod and frequency sampling method and the ripple
approximation method ofFIR filter design ideas and processes. Based on analyzing the principle of three kinds of design method, using Matlab simulation software fir1 toolbox in design and implementation of FIR Hamming window window function method in the low pass filter.Keywords: FIR digital filter, linear phase,the window function method,Hamming window,Matlab 目录引言.................................................................................................................. ..........................................-省略部分-清华大学出版社,2008,1.112-114.[3] 郑国强,傅江涛,彭勃等.数字信号处理—理论与实践[M].西安:西安电子科技大学出版社,2009,8.78-87[4] 闫胜利. FIR 滤波器及设计原理[J]. 长春工程学院学报(自然科学版), 2003,23(6):30-33.[5] 杨永昌,李晨辉,王凯. FIR数字滤波器的设计方法[J]. 桂林航天工业高等专科院校学报, 2006,23(14):19-20.[6] 李寿柏, 胡业林. MATLAB在FIR滤波器设计中的应用[J]. 机电工程技术, 2007,23(14):19-20[7] 朱敏. MATLAB数字信号处理工具箱的开发和应用[J]. 信息与电脑, 2010,6(24):6 723 -6 724.[8] 张小虹, 黄忠虎, 邱正伦等. 数字信号处理[M].北京:机械工业出版社, 2008, 9.45-55word 教育资料..附录Af1=100;f2=200;%待滤波正弦信号频率fs=2000;%采样频率m=(0.3*f1)/(fs/2);%定义过度带宽M=round(8/m);%定义窗函数长度N=M-1;%定义滤波器的阶数b=fir1(N,0.5*f2/(fs/2));%使用fir1函数设计滤波器%输入参数分别为滤波器的阶数和截止频率figure(1)freqz(b);%输出滤波器的幅频和相频曲线
figure(2)[h,f]=freqz(b,1,512);%滤波器的幅频特性图%[H,W]=freqz(B,A,N)当N是一个整数时函数返回N点的频率向量和幅频响应向量plot(f*fs/(2*pi),20*log10(abs(h)))%参数分别是频率和幅值xlabel('频率/赫兹');ylabel('增益/分贝');title('滤波器的响应增益');figure(3)subplot(211)t=0:1/fs:0.5;%定义时间范围和步长s=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);%滤波前信号plot(t,s);%滤波前的信号图像xlabel('时间/秒');ylabel('幅度');title('信号滤波前时域图');subplot(212)Fs=fft(s,512);%将信号变换到频域AFs=abs(Fs);%信号频域图的幅值f=(0:255)*fs/512;%频率采样plot(f,AFs(1:256));%滤波前的信号频域图xlabel('频率/赫兹');ylabel('幅度');title('信号滤波前频域图');figure(4)sf=filter(b,1,s);%使用filter函数对信号进行滤波subplot(211)plot(t,sf);%滤波后的信号图像xlabel('时间/秒');ylabel('幅度');title('信号滤波后时域图');axis([0.2 0.5 -2 2]);%限定图像坐标范围subplot(212)Fsf=fft(sf,512); AFsf=abs(Fsf); %滤波后的信号频域图及信号频域图的幅值f=(0:255)*fs/512;%频率采样plot(f,AFsf(1:256));%滤波后的信号频域图xlabel('频率/赫兹');ylabel('幅度');title('信号滤波后频域图');word教育资料达到当天最大量API KEY 超过次数限制。