低通数字FIR滤波器的设计

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fir滤波器的设计方法

fir滤波器的设计方法

fir滤波器的设计方法一、引言二、基本概念1.数字信号2.离散时间信号3.FIR滤波器三、FIR滤波器的设计方法1.窗函数法(1)矩形窗函数法(2)汉宁窗函数法(3)汉明窗函数法(4)布莱克曼窗函数法2.最小二乘法3.频率抽样法四、FIR滤波器设计实例五、总结一、引言数字信号处理在现代通信技术中得到了广泛的应用,其中滤波器是数字信号处理的重要组成部分。

FIR滤波器是一种常用的数字滤波器,具有无限冲击响应和线性相位特性。

本文将介绍FIR滤波器的基本概念和设计方法,并给出一个实例。

二、基本概念1.数字信号数字信号是在时间轴上取样后离散化的模拟信号。

在计算机中,数字信号由一系列离散的数值表示。

2.离散时间信号离散时间信号是以时间为自变量且取值为离散值的函数。

通常使用序列表示,如x(n)。

3.FIR滤波器FIR滤波器是一种数字滤波器,其系统函数是有限长冲击响应的线性时不变系统。

FIR滤波器的输出只与当前和过去的输入有关,与未来的输入无关。

FIR滤波器具有无限冲击响应和线性相位特性。

三、FIR滤波器的设计方法1.窗函数法窗函数法是一种常用的FIR滤波器设计方法。

它通过在频域上对理想低通滤波器进行截止频率处理得到所需的频率响应,并使用窗函数将其转换为时域上的序列。

(1)矩形窗函数法矩形窗函数法是最简单的FIR滤波器设计方法。

它将理想低通滤波器在频域上乘以一个矩形窗函数,得到所需频率响应后再进行反变换得到时域上的系数序列。

(2)汉宁窗函数法汉宁窗函数法是一种常用的FIR滤波器设计方法。

它将理想低通滤波器在频域上乘以一个汉宁窗函数,得到所需频率响应后再进行反变换得到时域上的系数序列。

(3)汉明窗函数法汉明窗函数法是一种常用的FIR滤波器设计方法。

它将理想低通滤波器在频域上乘以一个汉明窗函数,得到所需频率响应后再进行反变换得到时域上的系数序列。

(4)布莱克曼窗函数法布莱克曼窗函数法是一种常用的FIR滤波器设计方法。

(完整版)fir低通滤波器设计(完整版)

(完整版)fir低通滤波器设计(完整版)

电子科技大学信息与软件工程学院学院标准实验报告(实验)课程名称数字信号处理电子科技大学教务处制表电 子 科 技 大 学实 验 报 告学生姓名: 学 号: 指导教师: 实验地点: 实验时间:14-18一、实验室名称:计算机学院机房 二、实验项目名称:fir 低通滤波器的设计 三、实验学时: 四、实验原理:1. FIR 滤波器FIR 滤波器是指在有限范围内系统的单位脉冲响应h[k]仅有非零值的滤波器。

M 阶FIR 滤波器的系统函数H(z)为()[]Mkk H z h k z-==∑其中H(z)是kz-的M 阶多项式,在有限的z 平面内H(z)有M 个零点,在z平面原点z=0有M 个极点.FIR 滤波器的频率响应()j H e Ω为 0()[]Mj jk k H e h k e Ω-Ω==∑它的另外一种表示方法为()()()j j j H e H e e φΩΩΩ=其中()j H e Ω和()φΩ分别为系统的幅度响应和相位响应。

若系统的相位响应()φΩ满足下面的条件()φαΩ=-Ω即系统的群延迟是一个与Ω没有关系的常数α,称为系统H(z)具有严格线性相位。

由于严格线性相位条件在数学层面上处理起来较为困难,因此在FIR 滤波器设计中一般使用广义线性相位。

如果一个离散系统的频率响应()j H e Ω可以表示为()()()j j H e A e αβΩ-Ω+=Ω其中α和β是与Ω无关联的常数,()A Ω是可正可负的实函数,则称系统是广义线性相位的。

如果M 阶FIR 滤波器的单位脉冲响应h[k]是实数,则可以证明系统是线性相位的充要条件为[][]h k h M k =±-当h[k]满足h[k]=h[M-k],称h[k]偶对称。

当h[k]满足h[k]=-h[M-k],称h[k]奇对称。

按阶数h[k]又可分为M 奇数和M 偶数,所以线性相位的FIR 滤波器可以有四种类型。

2. 窗函数法设计FIR 滤波器窗函数设计法又称为傅里叶级数法。

FIR数字低通滤波器的(汉宁)窗函数法设计

FIR数字低通滤波器的(汉宁)窗函数法设计

)(9cos 15.0)(12cos 15.0)(1919n R n n R N n n w ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ππ2.3进行语音信号的采集(1)按“开始”-“程序”-“附件”-“娱乐”-“录音机”的顺序操作打开W indo ws系统中的录音机软件。

如图1所示。

图1 wind ows 录音机(2)用麦克风录入自己的声音信号并保存成wav 文件。

如图2所示。

图2 保存文件保存的文件按照要求如下:① 音信号文件保存的文件名为“yuxue jiao .wav ”。

②语音信号的属性为“8.000KHz,8位,单声道 7KB/秒” ,其它选项为默认。

2.4语音信号的分析将“y ux uejia o.wav ”语音文件复制到计算机装有Matlab 软件的磁盘中相应图3语音信号的截取处理图在图3中,其中第一个图为原始语音信号;第二个图是截短后的信号图。

图4频谱分析图其中第二个图是信号的FFT 结果,其横坐标的具体值是X(k)中的序号k;第三个图是确定滤波频率范围的参考图,其横坐标的具体值应当是遵循D FT 定义式和频率分辨率求得的:∑-===10)()]([)(N n k N W n x n x DFT k X π当k 等于0时, 020j kn Njk knNe eW ==⋅-=π,从数字角频率上看,对应的正好是0=ω即直流的位置,也就是说,在取滤波频段时,当将主要能量(即红色框的部分)保留,其余频段部分的信号滤除。

)]([)(n x DFT k X =相当于是信号)(n x 的实际频谱)]([)(n x DFT ej X w =采样,而)(n x 又是连续时间语音信号)(t x 的采样。

)(k X 的每两个相邻取值之间的频率间隔大小对应到语音信号)(n x 的频谱中去,其频率间隔大小正好是采样结果的长度采样速率===∆L f f f s det f ∆称频率分辨率,其中Hz f s 8000=,10000=L ,p2=sum(s2.^2)-sum(s1.^2);SNR1=10*log10(p1/p2);p3=sum(s4.^2)/8000;p4=sum(s3.^2)/8000-sum(s4.^2)/8000;SNR2=10*log10(p3/p4);2.6噪声叠加图5 语音信号与加噪声后语音信号对比图五为语音信号与加噪声后语音信号对。

实验四FIR数字滤波器的设计

实验四FIR数字滤波器的设计

实验四FIR数字滤波器的设计
FIR(有限冲击响应)数字滤波器是一种常见的数字信号处理器件,
可以用于滤波、降噪等应用。

下面是一种FIR数字滤波器的设计流程:
1.确定滤波器的需求:首先确定需要滤除的频率范围和滤波的类型,
例如低通、高通、带通、带阻等等。

2.设计滤波器的频率响应:根据滤波器的需求,设计其理想的频率响应。

可以使用窗函数、最小二乘法等方法获得一个理想的滤波器响应。

3.确定滤波器的阶数:根据设计的频率响应,确定滤波器的阶数。


数越高,滤波器的响应越陡峭,但计算复杂度也会增加。

4.确定滤波器的系数:根据滤波器的阶数和频率响应,计算滤波器的
系数。

可以使用频域窗函数或时域设计方法。

5.实现滤波器:根据计算得到的滤波器系数,实现滤波器的计算算法。

可以使用直接形式、级联形式、传输函数形式等。

6.评估滤波器的性能:使用所设计的FIR滤波器对输入信号进行滤波,评估其滤波效果。

可以使用频率响应曲线、幅频响应、群延时等指标进行
评估。

7.调整滤波器设计:根据实际的滤波效果,如果不满足需求,可以调
整滤波器的频率响应和阶数,重新计算滤波器系数,重新实现滤波器。

以上是FIR数字滤波器的基本设计流程,设计过程中需要考虑滤波器
的性能、计算复杂度、实际应用需求等因素。

数字信号处理实验报告-FIR滤波器的设计与实现

数字信号处理实验报告-FIR滤波器的设计与实现

数字信号处理实验报告-FIR滤波器的设计与实现在数字信号处理中,滤波技术被广泛应用于时域处理和频率域处理中,其作用是将设计信号减弱或抑制被一些不需要的信号。

根据滤波器的非线性抑制特性,基于FIR(Finite Impulse Response)滤波器的优点是稳定,易设计,可以得到较强的抑制滤波效果。

本实验分别通过MATLAB编程设计、实现、仿真以及分析了一阶低通滤波器和平坦通带滤波器。

实验步骤:第一步:设计一阶低通滤波器,通过此滤波器对波型进行滤波处理,分析其对各种频率成分的抑制效果。

为此,采用零极点线性相关算法设计滤波器,根据低通滤波器的特性,设计的低通滤波器的阶次为n=10,截止频率为0.2π,可以使设计的滤波器被称为一阶低通滤波器。

第二步:设计平坦通带滤波器。

仿真证明,采用兩個FIR濾波器組合而成的阻礙-提升系統可以實現自定義的總三值響應的設計,得到了自定義的總三值響應函數。

实验结果:1、通过MATLAB编程,设计完成了一阶低通滤波器,并通过实验仿真得到了一阶低通滤波器的频率响应曲线,证明了设计的滤波器具有良好的低通性能,截止频率为0.2π。

在该频率以下,可以有效抑制波形上的噪声。

2、设计完成平坦通带滤波器,同样分析其频率响应曲线。

从实验结果可以看出,此滤波器在此频率段内的通带性能良好,通带范围内的信号透过滤波器后,损耗较小,滞后较小,可以满足各种实际要求。

结论:本实验经过实验操作,设计的一阶低通滤波器和平坦通带滤波器具有良好的滤波特性,均已达到预期的设计目标,证明了利用非线性抑制特性实现FIR滤波处理具有较强的抑制滤波效果。

本实验既有助于深入理解FIR滤波器的设计原理,也为其他应用系统的设计和开发提供了指导,进而提高信号的处理水平和质量。

数字信号处理课程设计-等波纹数字FIR低通滤波器

数字信号处理课程设计-等波纹数字FIR低通滤波器

设计题目:等波纹数字FIR低通滤波器2.对课程设计成果的要求〔包括图表(或实物)等硬件要求〕:滤波器的初始设计通过手工计算完成;在计算机辅助计算基础上分析滤波器结构对其性能指标的影响(至少选择两种以上合适的滤波器结构进行分析);在计算机辅助计算基础上分析滤波器参数的字长对其性能指标的影响;以上各项要有理论分析和推导、原程序以及表示计算结果的图表;课程设计结束时提交设计说明书。

3.主要参考文献:[1]高息全丁美玉.《数字信号处理》[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008.8[2]陈怀琛.《数字信号处理教程——MATLAB释义与实现》[M].北京:电子工业出版社,2004.12[3]张德丰.《详解MATLAB数字信号处理》[M].北京:电子工业出版社,2010.6[4]飞思科技产品研发中心.《MATLAB7辅助信号处理技术与应用》[M].北京:电子工业出版社,2005.34.课程设计工作进度计划:序号起迄日期工作内容接到题目,搜集资料1 2016.12.26-2016.12.31整理资料,构思设计方案2 2016.12.31-2016.1.3手工计算进行滤波器的初步设计3 2016.1.3-2016.1.5完善初步设计,学习Matlab软件操作4 2016.1.5-2016.1.7通过Matlab软件分析设计内容,逐步落实课题目标5 2016.1.8-2016.1.9上交课程设计,并做细节修改并完成设计6 2016.1.10-2016.1.13主指导教师日期:年月日1.前言数字滤波器(digital filter)是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置,在通信、图像、语音、雷达等许多领域都有着十分广泛的应用。

在数字信号处理中,数字滤波占有极其重要的地位。

目前对数字滤波器的设计有多种方法。

其中Matlab软件已成为设计数字滤波器的强有力工具。

传统的数字滤波器设计过程复杂、计算工作量大、滤波特性调整困难,但利用Matlab信号处理工具箱可以快速有效地实现由软件组成的常规数字滤波器的设计、分析和仿真,极大地减轻了工作量,有利于滤波器设计的最优化。

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及性能分析

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及性能分析

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及性能分析FIR低通滤波器是一种常用的数字滤波器,用于处理数字信号中频率较低的成分,将高频成分滤除。

在设计FIR低通滤波器时,常使用汉明窗函数来实现。

本文将介绍基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计方法和性能分析。

首先,要设计一个FIR低通滤波器,需要确定以下几个参数:滤波器阶数N、采样频率fs、截止频率fc和窗函数类型。

本文将以汉明窗函数为例,演示如何设计FIR低通滤波器。

1. 滤波器阶数N的确定:滤波器阶数N决定了滤波器的复杂度和性能。

一般来说,阶数越高,滤波器的性能越好,但计算复杂度也相应增加。

因此,需要在滤波器性能和计算复杂度之间做出平衡。

常用的方法是根据滤波器的截止频率和采样频率来确定阶数N。

一般可以使用公式N=4fs/fc来初步估计阶数N,然后根据实际需求进行调整。

2. 窗函数的选择:本文选择汉明窗函数作为设计FIR低通滤波器的窗函数。

汉明窗函数在频域上具有较好的副瓣抑制性能,适合用于低通滤波器设计。

3. 窗函数的定义:汉明窗函数的表达式为:w(n) = 0.54 - 0.46*c os(2πn/(N-1)), 0 ≤ n ≤ N-1其中,N为窗函数的长度,n为窗函数的离散时间索引。

4. FIR低通滤波器的设计:设计FIR低通滤波器的步骤如下:1)确定滤波器阶数N;2)选择截止频率fc;3)计算滤波器系数h(n);4)对滤波器系数h(n)进行归一化处理。

5. 滤波器系数的计算:滤波器系数h(n)的计算公式为:h(n) = wc/pi * sinc(wc*(n-(N-1)/2)/pi)其中,wc为归一化的截止频率,wc=2πfc/fs。

sinc(x)为正弦函数sin(x)/x。

6. 归一化处理:对滤波器系数h(n)进行归一化处理,即将系数乘以汉明窗函数的值。

即:hn(n) = h(n) * w(n),0 ≤ n ≤ N-17. 性能分析:设计完毕后,需要进行性能分析来评估滤波器的性能。

fir数字滤波器的设计指标

fir数字滤波器的设计指标

fir数字滤波器的设计指标FIR数字滤波器的设计指标主要包括以下几个方面:1. 频率响应:FIR数字滤波器的频率响应是指滤波器对不同频率信号的响应程度。

设计时需要根据应用场景确定频率响应特性,例如低通、高通、带通等。

低通滤波器用于消除高频噪声,高通滤波器用于保留低频信号,带通滤波器则用于限制信号在特定频率范围内的传输。

2. 幅频特性:FIR数字滤波器的幅频特性是指滤波器在不同频率下的幅值衰减情况。

设计时需要根据频率响应特性调整幅频特性,以满足信号处理需求。

例如,在通信系统中,为了消除杂散干扰和多径效应,需要设计具有特定幅频特性的滤波器。

3. 相位特性:FIR数字滤波器的相位特性是指滤波器对信号相位的影响。

设计时需要确保滤波器的相位特性满足系统要求,例如线性相位特性。

线性相位特性意味着滤波器在不同频率下的相位延迟保持恒定,这对于许多通信系统至关重要。

4. 群延迟特性:FIR数字滤波器的群延迟特性是指滤波器对信号群延迟的影响。

群延迟是指信号通过滤波器后,各频率成分的延迟时间。

设计时需要根据应用场景调整群延迟特性,以确保信号处理效果。

例如,在语音处理中,需要降低滤波器的群延迟,以提高语音信号的清晰度。

5. 稳定性:FIR数字滤波器的稳定性是指滤波器在实际应用中不发生自激振荡等不稳定现象。

设计时需要确保滤波器的稳定性,避免产生有害的谐波和振荡。

6. 计算复杂度:FIR数字滤波器的计算复杂度是指滤波器在实现过程中所需的计算资源和时间。

设计时需要权衡滤波器的性能和计算复杂度,以满足实时性要求。

例如,在嵌入式系统中,计算资源有限,需要设计较低计算复杂度的滤波器。

7. 硬件实现:FIR数字滤波器的硬件实现是指滤波器在实际硬件平台上的实现。

设计时需要考虑硬件平台的特性,如处理器速度、内存容量等,以确定合适的滤波器结构和参数。

8. 软件实现:FIR数字滤波器的软件实现是指滤波器在软件平台上的实现。

设计时需要考虑软件平台的特性,如编程语言、算法库等,以确定合适的滤波器设计和实现方法。

FIR滤波器的设计与性能评估

FIR滤波器的设计与性能评估

FIR滤波器的设计与性能评估一、引言滤波器在信号处理中起到了至关重要的作用。

滤波器可以根据信号的频率特性对信号进行处理,使我们可以去除噪声、增强感兴趣的频段等操作。

本文将介绍FIR(Finite Impulse Response)滤波器的设计原理和性能评估方法。

二、FIR滤波器的设计方法FIR滤波器是一种经典的数字滤波器,它利用有限的输入响应对输入信号进行滤波处理。

FIR滤波器具有线性相位和稳定性等优点,因此在许多应用中得到广泛应用。

1. 理想低通滤波器设计首先,我们需要确定FIR滤波器的设计参数,其中最基本的是滤波器的类型。

假设我们需要设计一个低通滤波器,即只保留低于一定频率的信号分量。

可以采用理想低通滤波器的方法进行设计。

2. 频率响应的离散化接下来,我们需要将理想低通滤波器的频率响应离散化,得到滤波器的系数。

常用的方法有频率采样法和窗函数法。

频率采样法通过在频域上均匀采样理想滤波器的频率响应得到系数,而窗函数法则需要选择一个窗函数来对离散化后的频率响应进行加窗。

3. 系数计算与滤波器实现根据离散化后的频率响应,可以通过逆变换得到滤波器的系数。

然后,我们可以将这些系数用于实现FIR滤波器。

常见的实现方式包括直接形式(Direct Form)、级联形式(Cascade Form)和线性相位形式(Linear Phase Form)等。

三、FIR滤波器的性能评估方法设计完成后,我们需要对FIR滤波器进行性能评估,以确保其能够满足我们的需求。

1. 幅频响应和相频响应在性能评估中,我们通常关注滤波器的幅频响应和相频响应。

幅频响应可以反映滤波器对不同频率分量的衰减或增益情况,而相频响应则描述了信号在滤波器中的相位变化。

2. 截止频率和过渡带宽对于低通滤波器而言,截止频率和过渡带宽是评估性能的重要指标。

截止频率是指滤波器开始起作用的频率,而过渡带宽则是指截止频率和衰减区域之间的频率范围。

3. 线性相位特性FIR滤波器具有线性相位的特点,这意味着不同频率分量的信号在滤波器中的延迟是相同的。

DSP的FIR设计低通滤波C语言编写

DSP的FIR设计低通滤波C语言编写

DSP的FIR设计低通滤波C语言编写FIR(有限脉冲响应)滤波器是一种常用的数字滤波器,用于数字信号处理中的滤波操作。

FIR滤波器的设计通常包括两个主要步骤:滤波器的规格化和滤波器系数的计算。

滤波器的规格化是指确定滤波器的采样频率,截止频率以及陷波增益等参数。

在设计低通FIR滤波器时,我们需要确定滤波器的截止频率。

假设我们希望设计一个截止频率为Fs/4的低通FIR滤波器,其中Fs是采样频率。

根据滤波器设计的基本原理,我们可以得到滤波器的频率响应公式为:H(k) = (2 * Fs/4 * sin(2 * pi * Fs/4 * k))/(pi * k)其中,k是从0到N-1的整数序列,N是滤波器的长度。

经过频域设计,我们可以通过计算滤波器的频率响应公式来获得滤波器的系数。

接下来,我们将使用C语言编写一个低通FIR滤波器的代码示例。

在这个示例中,我们将实现一个截止频率为Fs/4的低通FIR滤波器,采样频率为Fs。

代码如下:```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>//定义滤波器的长度#define N 51//定义采样频率//定义滤波器的截止频率#define Fc (Fs/4)//计算滤波器的系数void calculateCoefficients(float* coefficients)float sum = 0;for (int k = 0; k < N; k++)if (k == N/2)coefficients[k] = 2 * Fc/Fs;} elsecoefficients[k] = (sin(2.0 * M_PI * Fc * (k - N/2) / Fs)) / (M_PI * (k - N/2));}sum += coefficients[k];}//归一化滤波器的系数for (int k = 0; k < N; k++)coefficients[k] /= sum;}//应用滤波器void applyFilter(float* input, float* output, float* coefficients, int length)for (int n = 0; n < length; n++)output[n] = 0;for (int k = 0; k < N; k++)if (n - k >= 0)output[n] += input[n - k] * coefficients[k];}}}int mai//定义输入信号和输出信号的长度int length = 100;//为输入信号和输出信号分配内存空间float* input = (float*)malloc(length*sizeof(float));float* output = (float*)malloc(length*sizeof(float));//为滤波器的系数分配内存空间float* coefficients = (float*)malloc(N*sizeof(float));//生成输入信号for (int n = 0; n < length; n++)input[n] = sin(2.0 * M_PI * 1000 * n / Fs);}//计算滤波器的系数calculateCoefficients(coefficients);//应用滤波器applyFilter(input, output, coefficients, length); //打印输出信号for (int n = 0; n < length; n++)printf("%f\n", output[n]);}//释放内存空间free(input);free(output);free(coefficients);return 0;```在上面的代码示例中,我们首先定义了滤波器的长度、采样频率以及截止频率。

fir数字滤波器设计实验报告

fir数字滤波器设计实验报告

fir数字滤波器设计实验报告FIR数字滤波器设计实验报告概述数字滤波器是数字信号处理中的重要组成部分,广泛应用于音频、图像、视频等领域。

其中,FIR数字滤波器是一种常见的数字滤波器,具有线性相位、稳定性好、易于实现等优点。

本实验旨在设计一种基于FIR数字滤波器的信号处理系统,实现对信号的滤波和降噪。

实验步骤1. 信号采集需要采集待处理的信号。

本实验采用的是模拟信号,通过采集卡将其转换为数字信号,存储在计算机中。

2. 滤波器设计接下来,需要设计FIR数字滤波器。

为了实现对信号的降噪,我们选择了低通滤波器。

在设计滤波器时,需要确定滤波器的阶数、截止频率等参数。

本实验中,我们选择了8阶低通滤波器,截止频率为500Hz。

3. 滤波器实现设计好滤波器后,需要将其实现。

在本实验中,我们采用MATLAB 软件实现FIR数字滤波器。

具体实现过程如下:定义滤波器的系数。

根据滤波器设计的公式,计算出系数值。

利用MATLAB中的filter函数对信号进行滤波。

将采集到的信号作为输入,滤波器系数作为参数,调用filter函数进行滤波处理。

处理后的信号即为滤波后的信号。

4. 结果分析需要对处理后的信号进行分析。

我们可以通过MATLAB绘制出处理前后的信号波形图、频谱图,比较它们的差异,以评估滤波器的效果。

结果显示,经过FIR数字滤波器处理后,信号的噪声得到了有效的降低,滤波效果较好。

同时,频谱图也显示出了滤波器的低通特性,截止频率处信号衰减明显。

结论本实验成功设计并实现了基于FIR数字滤波器的信号处理系统。

通过采集、滤波、分析等步骤,我们实现了对模拟信号的降噪处理。

同时,本实验还验证了FIR数字滤波器的优点,包括线性相位、稳定性好等特点。

在实际应用中,FIR数字滤波器具有广泛的应用前景。

FIR数字滤波器的设计

FIR数字滤波器的设计

FIR数字滤波器的设计
FIR(有限冲激响应)数字滤波器的设计主要包括以下几个步骤:
1.确定滤波器的要求:根据应用需求确定滤波器的类型(如低通、高通、带通、带阻等)和滤波器的频率特性要求(如截止频率、通带波动、阻带衰减等)。

2.确定滤波器的长度:根据频率特性要求和滤波器类型,确定滤波器的长度(即冲激响应的系数个数)。

长度通常根据滤波器的截止频率和阻带宽度来决定。

3.设计滤波器的冲激响应:使用一种滤波器设计方法(如窗函数法、频率抽样法、最小二乘法等),根据滤波器的长度和频率特性要求,设计出滤波器的冲激响应。

4.计算滤波器的频率响应:将设计得到的滤波器的冲激响应进行傅里叶变换,得到滤波器的频率响应。

可以使用FFT算法来进行计算。

5.优化滤波器的性能:根据频率响应的实际情况,对滤波器的冲激响应进行优化,可以通过调整滤波器的系数或使用优化算法来实现。

6.实现滤波器:将设计得到的滤波器的冲激响应转化为差分方程或直接形式,并使用数字信号处理器(DSP)或其他硬件进行实现。

7.验证滤波器的性能:使用测试信号输入滤波器,检查输出信号是否满足设计要求,并对滤波器的性能进行验证和调整。

以上是FIR数字滤波器的一般设计步骤,具体的设计方法和步骤可能因应用需求和设计工具的不同而有所差异。

在实际设计中,还需要考虑滤波器的实时性、计算复杂度和存储资源等方面的限制。

FIR低通滤波器设计

FIR低通滤波器设计

FIR低通滤波器设计一、FIR低通滤波器的设计原理FIR低通滤波器是通过截断滤波器的频率响应来实现的。

设计过程中,需要确定滤波器的截止频率和滤波器的阶数。

阶数越高,滤波器的性能越好,但需要更多的计算资源。

截止频率决定了滤波器的带宽,对应于滤波器的3dB截止频率。

低通滤波器将高频部分去除,只保留低频部分。

二、FIR低通滤波器的设计步骤1.确定滤波器的阶数N:根据滤波器的性能要求,确定阶数N,一般通过试验和优化得到。

2.确定滤波器的截止频率:根据所需的频率特性,确定滤波器的截止频率,可以根据设计要求选择合适的截止频率。

3. 建立理想的频率响应:根据滤波器的类型和截止频率,建立理想的频率响应,例如矩形窗、Hamming窗等。

4.通过傅里叶反变换得到滤波器的冲激响应:将建立的理想频率响应进行傅里叶反变换,得到滤波器的冲激响应。

5.通过采样和量化得到滤波器的离散系数:根据采样频率和滤波器的冲激响应,得到滤波器的离散系数。

6.实现滤波器:利用离散系数和输入信号进行卷积运算,得到滤波器的输出信号。

三、常用的FIR低通滤波器设计方法1.矩形窗设计法:矩形窗设计法是一种简单的设计方法,通过选择合适的滤波器阶数和截止频率,利用离散傅里叶变换求解滤波器的系数。

矩形窗设计法的优点是简单易用,但是频率响应的副瓣比较高。

2. Hamming窗设计法:Hamming窗设计法是一种常用的设计方法,通过选择合适的滤波器阶数和截止频率,利用离散傅里叶变换求解滤波器的系数。

Hamming窗设计法可以减小副瓣,同时保持主瓣较窄。

3. Parks-McClellan算法:Parks-McClellan算法是一种常用的优化设计方法,通过最小化滤波器的最大截止误差来得到滤波器的系数。

Parks-McClellan算法可以得到相对较好的频率响应,但是计算量较大。

四、总结FIR低通滤波器设计是数字信号处理中的关键任务之一、设计滤波器的阶数和截止频率是设计的关键步骤,采用不同的设计方法可以得到不同的滤波器性能。

FIR滤波器的设计

FIR滤波器的设计

FIR滤波器的设计FIR(Finite Impulse Response)滤波器是一种常见的数字滤波器,其特点是具有有限的脉冲响应。

在设计FIR滤波器时,主要需要确定滤波器的阶数、滤波器的频率响应以及滤波器的系数。

滤波器的阶数是指滤波器中的延迟元素的数量。

阶数越高,滤波器的频率响应越陡峭,但也会引起计算复杂度的增加。

一般情况下,我们可以根据滤波器的需求选择合适的阶数。

滤波器的频率响应决定了滤波器在频域中的增益和衰减情况。

通常,我们会通过设计一个理想的频率响应曲线,然后利用窗函数将其转化为离散的频率响应。

设计FIR滤波器的一个常用方法是使用窗函数法。

窗函数可以将滤波器的理想频率响应曲线转换为离散的频率响应。

常见的窗函数有矩形窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等。

以设计低通滤波器为例,我们可以按照以下步骤进行FIR滤波器的设计:1.确定滤波器的阶数,即延迟元素的数量。

2.设计一个理想的频率响应曲线,包括通带的增益和截至频率,以及阻带的衰减和截止频率。

3.将理想的频率响应曲线通过其中一种窗函数进行离散化。

4.将离散化后的频率响应转换为时域的单位脉冲响应。

5.根据单位脉冲响应计算滤波器的系数。

具体的设计步骤如下:1.确定滤波器的阶数。

根据滤波器的要求和计算能力,选择一个合适的阶数。

2.设计理想的频率响应曲线。

根据滤波器的需求,确定通带和阻带的要求,以及对应的截至频率和衰减。

3.利用窗函数将理想频率响应曲线离散化。

根据选择的窗函数,进行相应的计算,得到离散化后的频率响应。

4.将离散化后的频率响应进行反变换,得到时域的单位脉冲响应。

5.根据单位脉冲响应计算滤波器的系数。

将单位脉冲响应传递函数中的z替换为频率响应值,然后进行反变换,得到滤波器的系数。

设计FIR滤波器需要根据具体的需求和设计要求进行合理的选择和计算。

通过选择合适的阶数、频率响应和窗函数,可以设计出满足需求的FIR滤波器。

FIR滤波器设计与实现实验报告

FIR滤波器设计与实现实验报告

FIR滤波器设计与实现实验报告目录一、实验概述 (2)1. 实验目的 (3)2. 实验原理 (3)3. 实验设备与工具 (4)4. 实验内容与步骤 (6)5. 实验数据与结果分析 (7)二、FIR滤波器设计 (8)1. 滤波器设计基本概念 (9)2. 系数求解方法 (10)频谱采样法 (11)最小均方误差法 (14)3. 常用FIR滤波器类型 (15)线性相位FIR滤波器 (16)非线性相位FIR滤波器 (18)4. 设计实例与比较 (19)三、FIR滤波器实现 (20)1. 硬件实现基础 (21)2. 软件实现方法 (22)3. 实现过程中的关键问题与解决方案 (23)4. 滤波器性能评估指标 (25)四、实验结果与分析 (26)1. 实验数据记录与处理 (27)2. 滤波器性能测试与分析 (29)通带波动 (30)虚部衰减 (31)相位失真 (32)3. 与其他设计方案的对比与讨论 (33)五、总结与展望 (34)1. 实验成果总结 (35)2. 存在问题与不足 (36)3. 未来发展方向与改进措施 (37)一、实验概述本次实验的主要目标是设计并实现一个有限脉冲响应(Finite Impulse Response,简称FIR)滤波器。

FIR滤波器是数字信号处理中常用的一种滤波器,具有线性相位响应和易于设计的优点。

本次实验旨在通过实践加深我们对FIR滤波器设计和实现过程的理解,提升我们的实践能力和问题解决能力。

在实验过程中,我们将首先理解FIR滤波器的基本原理和特性,包括其工作原理、设计方法和性能指标。

我们将选择合适的实验工具和环境,例如MATLAB或Python等编程环境,进行FIR滤波器的设计。

我们还将关注滤波器的实现过程,包括代码编写、性能测试和结果分析等步骤。

通过这次实验,我们期望能够深入理解FIR滤波器的设计和实现过程,并能够将理论知识应用到实践中,提高我们的工程实践能力。

本次实验报告将按照“设计原理设计方法实现过程实验结果与分析”的逻辑结构进行组织,让读者能够清晰地了解我们实验的全过程,以及我们从中获得的收获和启示。

fir数字滤波器设计实验报告

fir数字滤波器设计实验报告

fir数字滤波器设计实验报告fir数字滤波器设计实验报告引言数字滤波器是一种常见的信号处理工具,用于去除信号中的噪声或者滤波信号以达到特定的目的。

其中,FIR(Finite Impulse Response)数字滤波器是一种常见且重要的数字滤波器,其特点是具有有限冲击响应。

本实验旨在设计并实现一个FIR数字滤波器,通过对滤波器的设计和性能评估,加深对数字滤波器的理解。

设计过程1. 确定滤波器的要求在设计FIR数字滤波器之前,首先需要明确滤波器的要求。

这包括滤波器类型(低通、高通、带通或带阻)、截止频率、滤波器阶数等。

在本实验中,我们选择设计一个低通滤波器,截止频率为1kHz,滤波器阶数为32。

2. 设计滤波器的传递函数根据滤波器的要求,我们可以利用Matlab等工具设计出滤波器的传递函数。

在本实验中,我们选择使用窗函数法设计滤波器。

通过选择合适的窗函数(如矩形窗、汉宁窗等),可以得到滤波器的传递函数。

3. 确定滤波器的系数根据滤波器的传递函数,我们可以通过离散化的方法得到滤波器的系数。

这些系数将决定滤波器对输入信号的响应。

在本实验中,我们使用了Matlab的fir1函数来计算滤波器的系数。

4. 实现滤波器在得到滤波器的系数之后,我们可以将其应用于输入信号,实现滤波器的功能。

这可以通过编程语言(如Matlab、Python等)来实现,或者使用专用的数字信号处理器(DSP)来进行硬件实现。

实验结果为了评估设计的FIR数字滤波器的性能,我们进行了一系列的实验。

首先,我们使用了一个具有噪声的输入信号,并将其输入到滤波器中。

通过比较滤波器输出信号和原始信号,我们可以评估滤波器对噪声的去除效果。

实验结果显示,设计的FIR数字滤波器能够有效地去除输入信号中的噪声。

滤波后的信号更加平滑,噪声成分明显减少。

此外,滤波器的截止频率也得到了有效控制,滤波器在截止频率之后的信号衰减明显。

讨论与总结通过本次实验,我们深入了解了FIR数字滤波器的设计和实现过程。

FIR数字滤波器设计实验_完整版

FIR数字滤波器设计实验_完整版

FIR数字滤波器设计实验_完整版FIR数字滤波器设计实验是一种以FIR(Finite Impulse Response)数字滤波器为主题的实验。

在这个实验中,我们将学习如何设计和实现一个FIR数字滤波器,以滤除特定频率范围内的噪声、增强信号或实现其他特定的信号处理功能。

以下是一个可能的FIR数字滤波器设计实验的完整版实验步骤和要求:实验目的:1.学习FIR数字滤波器的基本原理和设计方法。

2. 熟悉Matlab等数字信号处理软件的使用。

3.实践设计和实现一个FIR数字滤波器,以实现特定的信号处理功能。

实验步骤:1.确定实验所需的信号处理功能。

例如,设计一个低通滤波器以滤除高频噪声,或设计一个带通滤波器以增强特定频率范围内的信号。

2.确定数字滤波器的规格。

包括截止频率、滤波器阶数、滤波器类型(低通、高通、带通、带阻)等。

3. 使用Matlab等数字信号处理软件进行设计和仿真。

根据信号处理功能和滤波器规格,选择合适的设计方法(如窗函数法、频率采样法等),并设计出数字滤波器的系数。

4.对设计的数字滤波器进行性能评估。

通过模拟信号输入和滤波输出、频率响应曲线等方式,评估滤波器在实现信号处理功能方面的性能。

5.利用硬件平台(如DSP处理器、FPGA等)实现设计的FIR数字滤波器。

根据设计的滤波器系数,编程实现滤波器算法,并进行实时信号处理和输出。

同时,可以利用外部信号源输入不同类型的信号,进行滤波效果验证和性能测试。

6.对滤波器设计和实现进行综合分析。

根据实际效果和性能测试结果,分析滤波器设计中的优缺点,并提出改进方案。

实验要求:1.理解FIR数字滤波器的基本原理和设计方法。

2. 掌握Matlab等数字信号处理软件的使用。

3.能够根据信号处理要求和滤波器规格,选择合适的设计方法并设计出满足要求的滤波器。

4.能够通过模拟和实验验证滤波器的性能。

5.具备对滤波器设计和实现进行综合分析和改进的能力。

通过完成上述实验,学生可以深入理解FIR数字滤波器的原理和设计方法,掌握数字信号处理软件的使用,提升数字信号处理的实践能力,并了解数字滤波器在实际应用中的重要性和价值。

低通FIR数字滤波器设计

低通FIR数字滤波器设计

低通FIR数字滤波器设计(1)设计方案本设计利用窗函数法设计了一个低通FIR数字滤波器,利用所设计的滤波器对多个频带叠加的正弦信号进行处理,对比滤波前后的信号时域和频域图。

FIR 滤波器具有严格的相位特性,对于信号处理和数据传输是很重要的。

目前FIR滤波器的设计方法主要有三种:窗函数法、频率取样法和切比雪夫等波纹逼近的最优化设计方法。

由于窗函数法比较简单,可应用现成的窗函数公式,在技术指标要求高的时候是比较灵活方便的,本设计方案选用窗函数法基本思路:从时域出发设计 h(n)逼近理想 hd(n)。

设理想滤波器的单位响应在时域表达为hd(n),则hd(n) 一般是无限长的,且是非因果的,不能直接作为FIR 滤波器的单位脉冲响应。

要想得到一个因果的有限长的滤波器单位抽样响应 h(n),最直接的方法是先将hd(n)往右平移,再进行截断,即截取为有限长因果序列:h(n)=hd(n)w(n),并用合适的窗函数进行加权作为 FIR 滤波器的单位脉冲响应。

按照线性相位滤波器的要求,线性相位FIR数字低通滤波器的单位抽样响应h(n)必须是偶对称的。

对称中心必须等于滤波器的延时常数,即用矩形窗设计的FIR 低通滤波器,所设计滤波器的幅度函数在通带和阻带都呈现出振荡现象,且最大波纹大约为幅度的9%,返个现象称为吉布斯(Gibbs)效应。

为了消除吉布斯效应,一般采用其他类型的窗函数。

MATLAB 设计 FIR 滤波器有多种方法和对应的函数。

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。

(2)MATLAB程序设计和仿真图MATLAB程序如下:f1=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);%定义窗函数的长度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%输入的参数分别是滤波器的阶数和截止频率figure(1)[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)))%参数分别是频率与幅值xlabel('频率/赫兹');ylabel('增益/分贝');title('滤波器的增益响应');figure(2)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(3)sf=filter(b,1,s);%使用filter函数对信号进行滤波%输入的参数分别为滤波器系统函数的分子和分母多项式系数向量和待滤波信号输入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);%滤波后的信号频域图AFsf=abs(Fsf);%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');低通的FIR数字滤波器的仿真图如图8~图10所示:图8低通FIR滤波器的增益响应图9 滤波前的信号时域图和频域图图10 滤波后的信号时域图和频域图。

用MATLAB设计数字FIR低通滤波器(哈明窗)

用MATLAB设计数字FIR低通滤波器(哈明窗)

用MATLAB设计数字FIR低通滤波器(哈明窗)设计数字FIR低通滤波器,技术指标如下:Wp=0.2pi.rp=0.25db;Ws=0.3pi,as=50db.求解,如下图:程序:wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;trwidth=ws-wp;M=ceil(6.6*pi/trwidth)+1;%朝正无穷方向取整n=[0:1:M-1];wc=(ws+wp)/2%求的截止频率(弧度)hd=ideal_lp(wc,M) %调用计算理想低通滤波器的单位取样响应wham=(hamming(M))';%哈明窗函数h=hd.*wham;[H,w]=freqz(h,1,1000,'whole'); %求Z变换频率响应函数H=(H(1:1:501))';w=(w(1:1:501))'mag=abs(H);db=20*log10((mag+eps)/max(mag));pha=angle(H);grd=grpdelay(h,1,w);deltaw=2*pi/1000;Rp=-(min(db(1:1:wp/deltaw+1)))As=-round(max(db(ws/deltaw+1:1:501)))subplot(1,1,1)subplot(2,2,1),stem(n,hd);title('理想脉冲响应')axis([0 M-1 -0.1 0.3]);xlabel('N');ylabel('hd(n)');subplot(2,2,2),stem(n,wham);title('Hamming窗')axis([0 M-1 -0 1.1]);xlabel('N');ylabel('w(n)');subplot(2,2,3),stem(n,h);title('实际脉冲响应')axis([0 M-1 -0.1 0.3]);xlabel('N');ylabel('h(n)');subplot(2,2,4),plot(w/pi,db);title('相对标尺的幅度响应');grid on;axis([0 1 -100 10]);xlabel('frequency in pi units');ylabel('decibels');set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1])%设置或修改LTI对象的属性值set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[-50,0])set(gca,'XTickLabelMode','manual','XTickLabels',['50';'0'])子程序:function hd=ideal_lp(wc,N);a=(N-1)/2;n=[0:1:(N-1)];m=n-a+eps;hd=sin(wc*m)./(pi*m);。

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中北大学课程设计说明书2010/2011 学年第(二)学期学 专院: 业:信息商务学院 信息与通信工程 顾雯琪 、谢雅馨、刘晓荣、刘海亮学 生 姓 名: 学号:08050642X01、02、06、19 信息处理实践: 低通数字 FIR 滤波器的设计课程设计题目:起 迄 日 期: 课程设计地点: 指 导 教 师: 系 主 任:6 月 7 日~ 6 月 24 日 信息与通信工程学院机房 侯慧玲 侯宏花 王明泉2011 年 6 月 7 日-中北大学课程设计任务书2010/2011 学年第(二)学期学 专院: 业:信息商务学院 信息与通信工程学 生 姓 名:顾雯琪、谢雅馨、刘晓荣、刘海亮 学 号: 08050642X01、02、06、19 信息处理实践: 低通数字 FIR 滤波器的设计 起 迄 日 期: 课程设计地点: 指 导 教 师: 系 主 任: 6 月 7 日~ 6 月 24 日 信息与通信工程学院机房 侯慧玲 侯宏花 王明泉课程设计题目:下达任务书日期:-2011 年 6 月 7 日课 程 设 计 任 务 书1.设计目的:分别运用窗函数法、频率采样法、契比雪夫逼近法设计具有指标的低通数字 FIR 滤 波器,使学生掌握 FIR 滤波器的工作原理,掌握不同的设计方法。

2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等) :1、分别运用窗函数法、频率采样法、契比雪夫逼近法设计具有指标的低通数字 FIR 滤波器,Wp =0.2π,Ws=0.4π,Ap=0.25dB, As=50dB, 2、确定冲激响应,并画出所设计滤波器的频率响应。

3、观察不同方法的设计结果,并进行分析。

3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 :课程设计说明书一份; 仿真结果及分析。

-课 程 设 计 任 务 书4.主要参考文献:1 2 3 4 桂志国,楼国红,陈友兴,郝慧艳.数字信号处理.北京:科学出版社,2010 李人厚,张平安校译.精通 MATLAB .西安:西安交通大学出版社,2001. 丁玉美,高西全.数字信号处理.西安:西安电子科技大学出版社,2001. 程卫国,冯峰等.MATLAB5.3 精要编程及高级应用.北京:机械工业出版 社,2000. 梁 虹, 梁 洁, 陈跃斌。

信号与系统分析及 MATLAB 实现。

北京: 电子工 业出版社,200255.设计成果形式及要求:毕业设计说明书 仿真结果6.工作计划及进度:2011 年 6 月 7 日 ~ 6 月 12 日:查资料; 6 月 13 日 ~ 7 月 19 日:算法研究与程序设计; 7 月 20 日 ~ 7 月 23 日:撰写课程设计说明书; 7 月 24 日:答辩系主任审查意见:签字: 年 月 日-目录设计方案简介...................................1 一、 设计方案简介...................................1 二、设计条件及主要参数.............................1 设计条件及主要参数.............................1 ............ 设计主要参数计算...............................1 三、 设计主要参数计算...............................1 设计结果.......................................2 四、 设计结果.......................................2窗函数法...........................................2 1、 窗函数法...........................................2 频率采样法.........................................3 2、 频率采样法.........................................3 ...... 契比雪夫逼近法.....................................4 3、 契比雪夫逼近法.....................................4 ...................设计收获与体会.................................5 五、 设计收获与体会.................................5 参考文献.......................................6 六、 参考文献.......................................6-一、设计方案简介分别运用窗函数法、频率采样法、契比雪夫逼近法设计具有指标的低通数字 FIR 滤波器二、设计条件及主要参数1、分别运用窗函数法、频率采样法、契比雪夫逼近法设计具有指标的低通 数字 FIR 滤波器,Wp =0.2π,Ws=0.4π,Ap=0.25dB, As=50dB, 2、确定冲激响应,并画出所设计滤波器的频率响应。

3、观察不同方法的设计结果,并进行分析。

三、设计主要参数计算1、以海明窗设计一个数字 FIR 低通数字滤波器参数计算: 1)以理想线性相位低通滤波器作为逼近滤波器,即   H d (e jw ) = e − jwα w ≤ wc    先依据所给定的设计指标确定理想低通滤波器的截止频率为 wc = 则单位抽样响应为 wp + ws 2 = 0.2π + 0.4π = 0.3π 2hd (n) =1 2π∫π−πH d (e jwn )e jwn dw =1 2π∫wc− wce jw( n −α ) dw =sin [ 0.4π (n − α )] ,n ≠ α π (n − α )2)依据阻带最小衰减指标选择窗函数类型,要求 As=50dB,选择海明窗,2π n   w(n) = 0.54 − 0.46 cos( ) RN (n) N −1   ∆B = ws − wp = 0.2π其表达式为由过渡带宽确定窗的长度 N。

设计所要求的过渡带宽为而海明窗的带宽为6.6π ,则有 N=33, α =16 N 3)确定所设计滤波器 h(n) 依据所选窗函数,得到单位抽样响应为-h(n) = hd (n) w(n) =sin [ 0.4π (n − 16)]  πn  0.54 − 0.46 cos( 16 )  R33 (n) π (n − 16)  2、以频率采样法设计一个数字 FIR 低通数字滤波器参数计算 1)确定需增加的过渡带抽样点数 m 当 m=1 时,满足 As=50dB 的要求。

2)估算频域抽样点数 NN ≥ (m + 1)2π / ∆B = (1 + 1)2π / (0.2π ) = 20留一点的裕量,取 N=21 3)构造所希望的频率响应函数H d (e ) = H d ( w)ejw − jw N −1 2=e− jwN −1 2, w ≤ 0.4π上式中 H d (e jw ) 的相位为 − 4)频域抽样,求得 H(k) wN kc = Int ( c ) = Int 3 = 3 2π H (k ) = A(k )e jϕ ( k )N −1 w 25)求解 h(n).对 H(k)做 21 点离散傅里叶反变换即得h(n) = IDFT [ H (k )] = 1 20 kn ∑ H (k )W21 , n = 0,1, 2, 3......20 21 k = 0四、设计结果1、窗函数法程序代码如下:%用海明窗设计一个数字 FIR 低通滤波器 %技术指标:wp=0.2pi, Rp=0.25dB; ws=0.4pi, As=50dB wp = 0.2*pi; ws = 0.4*pi; tr_width = ws-wp; M = ceil(6.6*pi/tr_width) + 1% M=67 N = [0:1:M-1]; wc = (ws+wp)/2; hd = ideal_lp(wc,M); w_ham=(hamming(M))'; h=hd.*w_ham; [db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(h,[1]);-delta_w=2*pi/1000; Rp=-(min(db(1:1:wp/delta_w+1))); %显示部分 subplot(1,1,1); subplot(2,2,1);stem(n,hd); %理想脉冲响应 title('Ideal Impulse Response'); axis([0 M-1 -0.1 0.3]);xlabel('n (a)');ylabel('hd(n)'); subplot(2,2,2);stem(n,w_ham); title('Hamming Window'); axis([0 M-1 0 1.1]);xlabel('n (b)');ylabel('w(n)'); subplot(2,2,3);stem(n,h); title('Actual Impulse Response'); axis([0 M-1 -0.1 0.3]);xlabel('n (c)');ylabel('h(n)'); subplot(2,2,4);plot(w/pi,db); 幅度响应(dB) title( 'Magnitude Response in db');grid; axis([0 1 -100 10]);xlabel('Frequency in pi units (d)');ylabel('Decibels');0 Magnitude (dB)-50-100-15000.10.20.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Normalized Frequency (×π rad/sample)0.910 Phase (degrees)-500-1000-150000.10.20.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Normalized Frequency (×π rad/sample)0.91可 以 看 出 , 采 用Hamming窗可以减小这种Gibbs效应,但同时也会使 滤波器的过度带变宽。

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