FIR滤波器设计实验报告

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DSP实验报告——FIR和IIR滤波器设计

DSP实验报告——FIR和IIR滤波器设计

DSP 实验报告实验一 FIR 滤波器的设计1.实验目的利用所学DSP 知识,在CCS3.3平台上,对TMS320VC5416DSP 设计,编程实现FIR 滤波器。

从而学会使用CCS 软件和TMS320VC5416实验板。

2.实验要求设计一个10阶的FIR 滤波器,要求 =2.5kHZ ,定点实现。

并对 =8kHZ 的多正弦波合成文件进行滤波测试,显示出输入和输出信号。

3.实验原理一个截止频率为 的理想数字低通滤波器,其传递函数的表达式为:⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤=-πωωωωωτωc c j jd ee H ,0,)(这个滤波器是物理不可实现的。

为了产生有限长度的冲激响应函数,我们取样响应为)(n h ,长度为N 。

)(n h 表示截取)(n h d 后的冲激响应,即)()()(n h n n h d ω=,其中)(n ω即为窗函数,窗长为N 。

一般的FIR 滤波器差分方程如下:1()()()n k y n h k x n k -==-∑进行Z 变换得到FIR 的系统函数为:∑-=-=10)()(N n nz n h z HN 阶滤波器通常采用N 个延迟单元、N 个加法器与N+1个乘法器组成。

因此可以得到FIR 滤波器的结构图如图1所示。

图1 FIR 滤波器直接结构图4.设计思路对于FIR滤波器的设计,其系数()h n是关键。

由于matlab自带滤波器设计工具箱和滤波器设计函数,故借用matlab工具,设计满足条件的滤波器并导出系数以备编写滤波器程序时使用。

实验需要用到的输入数据是多正弦波合成文件,对于输入信号的设计,这里也借助matlab编程生成dat文件。

然后用C语言编写FIR滤波器的主程序,输入文件在程序运行后导入。

5.实验内容(1)滤波器系数的设计由于实验只给出滤波器条件为N=10,=2.5kHZ,并没有给出和,所以这里调用matlab工具箱函数fir1实现窗函数法设计滤波器。

fir1的调用格式为 ( ,),返回值为6dB截止频率为的N阶(单位脉冲响应h(n)长度=N+1)的FIR低通滤波器的系数向量(为标量),默认选用哈明窗。

fir滤波器设计实验报告

fir滤波器设计实验报告

fir滤波器设计实验报告fir滤波器设计实验报告引言:滤波器是数字信号处理中常用的工具,它能够对信号进行去噪、频率分析和频率选择等处理。

其中,FIR(Finite Impulse Response)滤波器是一种常见的数字滤波器,具有线性相位和稳定性等优点。

本实验旨在设计一个FIR滤波器,并通过实际测试验证其性能。

一、实验目的本实验的目的是通过设计一个FIR滤波器,掌握FIR滤波器的设计方法和性能评估。

具体包括以下几个方面:1. 了解FIR滤波器的基本原理和特点;2. 学习FIR滤波器的设计方法,如窗函数法、最小二乘法等;3. 掌握MATLAB等工具的使用,实现FIR滤波器的设计和性能评估;4. 通过实际测试,验证所设计FIR滤波器的性能。

二、实验原理FIR滤波器是一种非递归滤波器,其输出仅依赖于当前和过去的输入样本。

其基本原理是将输入信号与一组滤波器系数进行卷积运算,得到输出信号。

FIR滤波器的频率响应由滤波器系数决定,通过调整滤波器系数的值,可以实现不同的滤波效果。

在本实验中,我们采用窗函数法设计FIR滤波器。

窗函数法是一种常见的FIR滤波器设计方法,其基本思想是通过对滤波器的频率响应进行窗函数加权,从而实现对信号频率的选择。

常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗等。

三、实验过程1. 确定滤波器的要求:根据实际需求,确定滤波器的截止频率、通带衰减和阻带衰减等参数。

2. 选择窗函数:根据滤波器的要求,选择合适的窗函数。

常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗等,不同窗函数有不同的性能特点。

3. 计算滤波器系数:根据所选窗函数的特性,计算滤波器的系数。

这一步可以使用MATLAB等工具进行计算,也可以手动计算。

4. 实现滤波器:使用MATLAB等工具,将计算得到的滤波器系数应用于滤波器的实现。

可以使用差分方程、卷积等方法实现滤波器。

5. 评估滤波器性能:通过输入不同的信号,观察滤波器的输出,并评估其性能。

FIR滤波器设计实验报告

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FIR滤波器设计实验报告实验报告:FIR滤波器设计一、实验目的:本实验旨在通过设计FIR滤波器,加深对数字信号处理中滤波器原理的理解,掌握FIR滤波器的设计方法和调试技巧。

二、实验原理:在窗函数法中,常用的窗函数有矩形窗、三角窗、汉明窗和黑曼窗等。

根据实际需求选择适当的窗口函数,并通过将窗口函数应用到理想低通滤波器的冲激响应中,得到FIR滤波器的冲激响应。

三、实验步骤:1.确定滤波器的阶数和截止频率。

2.选择适当的窗口函数,如汉明窗。

3.计算出理想低通滤波器的冲激响应。

4.将选定的窗口函数应用到理想低通滤波器的冲激响应中。

5.得到FIR滤波器的冲激响应。

四、实验结果:假设要设计一个阶数为10的FIR滤波器,截止频率为800Hz,采样频率为1600Hz。

1.选择汉明窗作为窗口函数。

2.根据采样频率和截止频率计算出理想低通滤波器的冲激响应。

假设截止频率为f_c,则理想低通滤波器的冲激响应为:h(n) = 2f_c * sinc(2f_c * (n - (N-1)/2))其中,sinc(x)为正弦函数sin(x)/x。

3.将汉明窗应用到理想低通滤波器的冲激响应中,得到FIR滤波器的冲激响应。

具体计算过程如下:h(n) = w(n) * h_ideal(n)其中,w(n)为汉明窗:w(n) = 0.54 - 0.46 * cos(2πn/(N-1))h_ideal(n)为理想低通滤波器的冲激响应。

4.计算得到FIR滤波器的冲激响应序列。

五、实验总结:本次实验通过设计FIR滤波器,加深了对数字信号处理中滤波器原理的理解。

掌握了FIR滤波器的设计方法和调试技巧。

通过设计阶数为10的FIR滤波器,截止频率为800Hz,采样频率为1600Hz的实例,了解了窗函数法设计FIR滤波器的具体步骤,并得到了滤波器的冲激响应。

【备注】以上内容仅为参考,具体实验报告内容可能根据实际情况有所调整。

FIR数字滤波器的设计实验报告

FIR数字滤波器的设计实验报告

数字信号处理实验报告姓名:寇新颖 学号:026 专业:电子信息科学与技术实验五 FIR 数字滤波器的设计一、实验目的1.熟悉FIR 滤波器的设计基本方法2.掌握用窗函数设计FIR 数字滤波器的原理与方法,熟悉相应的计算机高级语言编程。

3.熟悉线性相位FIR 滤波器的幅频特性和相位特性。

4.了解各种不同窗函数对滤波器性能的影响。

二、实验原理与方法FIR 滤波器的设计问题在于寻求一系统函数)(z H ,使其频率响应)(ωj e H 逼近滤波器要求的理想频率响应)(ωj d eH ,其对应的单位脉冲响应)(n h d 。

1.用窗函数设计FIR 滤波器的基本方法设计思想:从时域从发,设计)(n h 逼近理想)(n h d 。

设理想滤波器)(ωj d e H 的单位脉冲响应为)(n h d 。

以低通线性相位FIR 数字滤波器为例。

⎰∑--∞-∞===ππωωωωωπd e e Hn h e n he H jn j dd jn n dj d )(21)()()()(n h d 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h(n),最直接的方法是截断)()()(n w n h n h d =,即截取为有限长因果序列,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,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⎩⎨⎧-==2/)1()()()(N a n w n h n h d 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%,这个现象称为吉布斯(Gibbs )效应。

为了消除吉布斯效应,一般采用其他类型的窗函数。

2.典型的窗函数(1)矩形窗(Rectangle Window))()(n R n w N =其频率响应和幅度响应分别为:21)2/sin()2/sin()(--=N j j eN e W ωωωω,)2/sin()2/sin()(ωωωN W R =(2)三角形窗(Bartlett Window)⎪⎩⎪⎨⎧-≤<----≤≤-=121,122210,12)(N n N N n N n N n n w其频率响应为:212])2/sin()4/sin([2)(--=N j j e N N e W ωωωω(3)汉宁(Hanning)窗,又称升余弦窗)()]12cos(1[21)(n R N n n w N --=π其频率响应和幅度响应分别为:)]12()12([25.0)(5.0)()()]}12()12([25.0)(5.0{)()21(-++--+==-++--+=---N W N W W W e W eN W N W W e W R R R aj N j R R R j πωπωωωωπωπωωωωω(4)汉明(Hamming)窗,又称改进的升余弦窗)()]12cos(46.054.0[)(n R N n n w N --=π其幅度响应为:)]12()12([23.0)(54.0)(-++--+=N W N W W W R R R πωπωωω (5)布莱克曼(Blankman)窗,又称二阶升余弦窗)()]14cos(08.0)12cos(5.042.0[)(n R N n N n n w N -+--=ππ 其幅度响应为:)]14()14([04.0)]12()12([25.0)(42.0)(-++--+-++--+=N W N W N W N W W W R R R R R πωπωπωπωωω(6)凯泽(Kaiser)窗10,)())]1/(21[1()(020-≤≤---=N n I N n I n w ββ其中:β是一个可选参数,用来选择主瓣宽度和旁瓣衰减之间的交换关系,一般说来,β越大,过渡带越宽,阻带越小衰减也越大。

FIR滤波器设计实验报告

FIR滤波器设计实验报告

FIR滤波器设计实验报告实验目的:学习和掌握有限脉冲响应(FIR)滤波器的设计方法,了解数字滤波器的原理和实现。

实验器材:计算机、Matlab软件、FIR滤波器设计工具。

实验原理:1.确定滤波器的规格:包括通带频率、阻带频率、通带纹波、阻带衰减等参数。

2. 根据滤波器规格选择合适的FIR滤波器设计方法:常见的设计方法有窗函数法、频域近似法、Remez算法等。

3.根据设计方法计算FIR滤波器的系数:根据设计方法的不同,计算滤波器的系数也有所区别。

4.对FIR滤波器进行验证和优化:可以通过频率响应、幅频特性等指标对滤波器进行调整,并进行验证。

实验步骤:1.确定滤波器规格:设置通带频率为3kHz,阻带频率为5kHz,通带纹波为0.01dB,阻带衰减为40dB。

2.选择窗函数法进行FIR滤波器设计。

3.根据滤波器规格计算滤波器的阶数。

4.根据阶数选择合适的窗函数。

5.计算FIR滤波器的系数。

6.通过绘制滤波器的频率响应曲线进行验证。

7.分析滤波器的性能,并对滤波器进行优化。

实验结果:根据以上步骤进行设计和计算,得到了FIR滤波器的系数,利用Matlab绘制了滤波器的频率响应曲线。

分析和讨论:根据频率响应曲线,可以看出滤波器在通带频率范围内有较好的衰减效果,滤波器的阻带频率范围内衰减也满足要求。

但是在通带和阻带之间存在一定的过渡带,可能会对信号造成一部分的失真。

因此,可以考虑进一步优化滤波器的设计,使其在通带和阻带之间的过渡带更加平滑,减小失真的影响。

结论:通过本次实验,我们学习并掌握了FIR滤波器的设计方法,了解了数字滤波器的原理和实现。

在实际应用中,可以根据需要选择合适的FIR滤波器设计方法,并根据滤波器的规格进行计算和调整。

通过不断优化和验证,可以得到满足要求的FIR滤波器,实现对数字信号的滤波处理。

fir滤波器实验报告

fir滤波器实验报告

fir滤波器实验报告fir滤波器实验报告引言:滤波器是信号处理中常用的工具,它可以对信号进行频率选择性处理。

在数字信号处理中,FIR(Finite Impulse Response)滤波器是一种常见的滤波器类型。

本实验旨在通过设计和实现FIR滤波器,探索其在信号处理中的应用。

一、实验目的本实验的主要目的有以下几点:1. 了解FIR滤波器的基本原理和特性;2. 掌握FIR滤波器的设计方法;3. 实现FIR滤波器并对信号进行处理,观察滤波效果。

二、实验原理1. FIR滤波器的原理FIR滤波器是一种非递归滤波器,其输出仅依赖于输入和滤波器的系数。

它的基本原理是将输入信号与滤波器的冲激响应进行卷积运算,得到输出信号。

FIR滤波器的冲激响应是有限长度的,因此称为有限脉冲响应滤波器。

2. FIR滤波器的设计方法FIR滤波器的设计方法有很多种,常用的包括窗函数法、频率采样法和最小二乘法。

在本实验中,我们将使用窗函数法进行FIR滤波器的设计。

具体步骤如下:(1)选择滤波器的阶数和截止频率;(2)选择适当的窗函数,如矩形窗、汉宁窗等;(3)根据选择的窗函数和截止频率,计算滤波器的系数;(4)利用计算得到的系数实现FIR滤波器。

三、实验步骤1. 确定滤波器的阶数和截止频率,以及采样频率;2. 选择合适的窗函数,并计算滤波器的系数;3. 利用计算得到的系数实现FIR滤波器;4. 准备待处理的信号,如音频信号或图像信号;5. 将待处理的信号输入FIR滤波器,观察滤波效果;6. 调整滤波器的参数,如阶数和截止频率,观察滤波效果的变化。

四、实验结果与分析在实验中,我们选择了一个音频信号作为待处理信号,设计了一个10阶的FIR滤波器,截止频率为1kHz,采样频率为8kHz,并使用汉宁窗进行滤波器系数的计算。

经过滤波处理后,观察到音频信号的高频部分被有效地滤除,保留了低频部分,使得音频信号听起来更加柔和。

通过调整滤波器的阶数和截止频率,我们可以进一步调节滤波效果,使得音频信号的音色发生变化。

fir数字滤波器设计实验报告

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fir数字滤波器设计实验报告Title: FIR Digital Filter Design Experiment ReportAbstract:This experiment aims to design a Finite Impulse Response (FIR) digital filter using MATLAB software. The FIR filter is a type of digital filter that is widely used in signal processing applications. In this experiment, we will design a low-pass FIR filter with specified frequency response characteristics and then implement it using MATLAB.Introduction:Digital filters are essential components in signal processing systems. They are used to remove unwanted noise, extract specific frequency components, and improve the overall quality of signals. FIR filters are a popular choice due to their linear phase response and stability. In this experiment, we will focus on designing a low-pass FIR filter, which attenuates high-frequency components while passing low-frequency components.Methodology:1. Specification of filter characteristics: The first step is to specify the desired frequency response characteristics of the FIR filter, such as the cutoff frequency and the stopband attenuation.2. Design of filter coefficients: Using MATLAB, the filter coefficients are calculated using the specified filter characteristics. This involves determining the filter length and the coefficients that will achieve the desired frequency response.3. Implementation of the filter: The designed filter coefficients are then used to implement the FIR filter in MATLAB. The input signal is passed through the filter to observe the filtering effect.Results:The designed FIR filter successfully meets the specified frequency response characteristics. The filter effectively attenuates high-frequency components while passing low-frequency components, as intended. The implementation of the filter in MATLAB also demonstrates its practical application in signal processing.Conclusion:In conclusion, this experiment has provided hands-on experience in designing and implementing a low-pass FIR digital filter. The use of MATLAB software has facilitated the process and allowed for a deeper understanding of digital filter design. FIR filters are powerful tools in signal processing and their design and implementation are crucial skills for engineers and researchers in various fields. Overall, this experiment has provided valuable insights into the design and implementation of FIR digital filters, and has enhanced our understanding of their applications in signal processing.。

fir滤波器设计实验报告

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fir滤波器设计实验报告一、实验目的本次实验的目的是设计FIR滤波器,从而实现信号的滤波处理。

二、实验原理FIR滤波器是一种数字滤波器,它采用有限长的冲激响应滤波器来实现频率选择性的滤波处理。

在FIR滤波器中,系统的输出只与输入和滤波器的系数有关,不存在反馈环路,因此具有稳定性和线性相位的特性。

FIR滤波器的设计最常采用Window法和最小二乘法。

Window法是指先对理想滤波器的频率特性进行窗函数的处理,再通过离散傅里叶变换来得到滤波器的时域响应。

最小二乘法则是指采用最小二乘法来拟合理想滤波器的频率特性。

本次实验采用的是Window法。

三、实验步骤1.设计滤波器的频率响应特性:根据实际需要设计出需要的滤波器的频率响应特性,通常采用理想滤波器的底通、高通、带通、带阻等特性。

2.选择窗函数:根据设计的滤波器的频率响应特性选择相应的窗函数,常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、汉明窗等。

3.计算滤波器的时域响应:采用离散傅里叶变换将设计的滤波器的频率响应特性转化为时域响应,得到滤波器的冲激响应h(n)。

4.归一化:将得到的滤波器的冲激响应h(n)进行归一化处理,得到单位加权的滤波器系数h(n)。

5.实现滤波器的应用:将得到的滤波器系数h(n)应用于需要滤波的信号中,通过卷积的方式得到滤波后的信号。

四、实验结果以矩形窗为例,设计一阶低通滤波器,截止频率为300Hz,采样频率为8000Hz,得到的滤波器系数为:h(0)=0.0025h(1)=0.0025滤波效果良好,经过滤波后的信号频率响应相对于滤波前有较明显的截止效应。

五、实验总结通过本次实验,我们掌握了FIR滤波器的设计方法,窗函数的选择和离散傅里叶变换的应用,使我们能够更好地处理信号,实现更有效的信号滤波。

在日常工作和学习中,能够更好地应用到FIR滤波器的设计和应用,提高信号处理的精度和效率。

dsp实验报告 fir实验

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DSP实验报告 FIR实验
一、实验目的
本实验旨在通过设计一种FIR滤波器,加深对数字信号处理中FIR滤波器的理解,并掌握FIR滤波器的设计方法和实现过程。

二、实验原理
FIR滤波器是一种常见的数字滤波器,其特点是无需考虑系统的稳定性问题,且具有线性相位特性。

FIR滤波器的传递函数为:
H(z) = b0 + b1z^(-1) + b2z^(-2) + ... + bMz^(-M)
其中,b0、b1、b2...bM为滤波器的系数。

FIR滤波器的设计主要包括窗函数法、频率采样法和最优化法等。

三、实验步骤
1. 确定滤波器的通带截止频率和阻带截止频率;
2. 根据通带截止频率和阻带截止频率选择合适的窗函数;
3. 计算窗函数的系数;
4. 将窗函数的系数作为FIR滤波器的系数;
5. 利用MATLAB或其他数学软件进行FIR滤波器的模拟实现;
6. 对设计的FIR滤波器进行性能评估,包括幅频特性、相频特性、群延迟等。

四、实验结果
经过实验设计和模拟实现,得到了满足要求的FIR滤波器。

通过对滤波器的性
能评估,得到了其幅频特性、相频特性和群延迟等性能指标。

实验结果表明,
设计的FIR滤波器具有良好的滤波效果,能够满足通带截止频率和阻带截止频
率的要求。

五、实验总结
通过本次实验,加深了对FIR滤波器的理解,掌握了FIR滤波器的设计方法和实现过程。

同时,也了解了数字信号处理中滤波器的重要性,以及如何根据实际需求设计出满足要求的滤波器。

希望通过本次实验,能够对数字信号处理的相关知识有更深入的了解和掌握。

FIR滤波器的设计实验报告

FIR滤波器的设计实验报告

EDAFIR滤波器的设计实验报告班级:学号:姓名:指导老师;2015年 5月 6日一.实验目的(1)熟悉Quartus Ⅱ软件的基本使用方法。

(2)熟悉B-ICE-EDA/SOPC或其它EDA实验开发系统的基本使用方法。

(3)学习VHDL基本路基电路的综合设计应用。

二.实验条件(1)开发软件:Quartus Ⅱ。

(2)拟用芯片:Cyclone lll-EP3C55F484C8三.实验内容设计并调试好一个滤波器长度为4的DaubechiesDB4转置FIR滤波器,并用EDA实验开发系统进行硬件验证。

四.实验设计1.图1-1实验原理图:图1-1 转置结构的FIR滤波器2.FIR的电路采用VHDL文本输入,有关VHDL程序如下LIBRARY LPM;USE IEEE;USE FIR ISGENERIC(W1:INTEGER:=9;W2:INTEGER:=18;W3:INTEGER:=19;W4:INTEGER:=11;L:INTEGER:=4;MPIPE:INTEGER:=3);PORT(CLK:IN STD_LOGIC;LOAD_X:IN STD_LOGIC;X_IN:IN STD_LOGIC_VECTOR(W1-1 DOWNTO 0);C_IN:IN STD_LOGIC_VECTOR(W1-1 DOWNTO 0);Y_OUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(W4-1 DOWNTO 0));END ENTITY FIR;ARCHITECTURE ART OF FIR ISSUBTYPE N1BIT IS STD_LOGIC_VECTOR(W1-1 DOWNTO 0);SUBTYPE N2BIT IS STD_LOGIC_VECTOR(W2-1 DOWNTO 0);SUBTYPE N3BIT IS STD_LOGIC_VECTOR(W3-1 DOWNTO 0);TYPE ARRAY_N1BIT IS ARRAY (0 TO L-1) OF N1BIT;TYPE ARRAY_N2BIT IS ARRAY (0 TO L-1) OF N2BIT;TYPE ARRAY_N3BIT IS ARRAY (0 TO L-1) OF N3BIT;SIGNAL X:N1BIT;SIGNAL Y:N3BIT;SIGNAL C:ARRAY_N1BIT;SIGNAL P:ARRAY_N2BIT;SIGNAL A:ARRAY_N3BIT;BEGINLOAD:PROCESS ISBEGINWAIT UNTIL CLK='1';IF(LOAD_X='0') THENC(L-1)<=C_IN;FOR I IN L-2 DOWNTO 0 LOOPC(I)<=C(I+1);END LOOP;ELSEX<=X_IN;END IF;END PROCESS LOAD;SOP:PROCESS(CLK) ISBEGINIF CLK'EVENT AND (CLK='1') THEN FOR I IN 0 TO L-2 LOOPA(I)<=(P(I)(W2-1)&P(I))+A(I+1); END LOOP;A(L-1)<=P(L-1)(W2-1)&P(L-1);END IF;Y<=A(0);END PROCESS SOP;MULGEN:FOR I IN 0 TO L-1 GENERATEMULS:LPM_MULTGENERIC MAP(LPM_WIDTHA=>W1,LPM_WIDTHB=>W1,LPM_PIPELINE=>MPIPE,LPM_REPRESENTATION=>"SIGNED",LPM_WIDTHP=>W2,LPM_WIDTHS=>W2)PORT MAP(CLOCK=>CLK,DATAA=>X,DATAB=>C(I),RESULT=>P(I));END GENERATE;Y_OUT<=Y(W3-1 DOWNTO W3-W4);END ARCHITECTURE ART;3.新建工程,将文件添加到对应的工程中,对工程进行设置。

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。

dsp实验报告 fir实验报告

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dsp实验报告 fir实验报告DSP实验报告:FIR实验报告引言:数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)是一门研究如何对数字信号进行处理和处理的学科。

其中,滤波器是数字信号处理中最常用的技术之一。

本实验报告旨在介绍FIR(Finite Impulse Response)滤波器的原理、设计和实现过程,并通过实验验证其性能。

一、FIR滤波器的原理FIR滤波器是一种线性时不变系统,其输出信号仅由输入信号的有限个历史样本决定。

其基本原理是将输入信号与滤波器的冲激响应进行卷积运算,以实现对输入信号的滤波处理。

二、FIR滤波器的设计方法1. 理想低通滤波器设计方法理想低通滤波器的频率响应在截止频率之前为1,在截止频率之后为0。

通过对理想低通滤波器的频率响应进行采样和离散化,可以得到FIR滤波器的系数序列。

2. 窗函数法设计FIR滤波器窗函数法是一种常用的FIR滤波器设计方法。

其基本思想是将理想低通滤波器的频率响应与一个窗函数进行乘积,从而得到实际可实现的FIR滤波器的系数序列。

常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、汉明窗等。

三、FIR滤波器的实现FIR滤波器可以通过直接形式和间接形式两种方式实现。

直接形式是按照滤波器的差分方程进行计算,而间接形式则是利用FFT(Fast Fourier Transform)算法将滤波器的系数序列转换为频域进行计算。

四、FIR滤波器的性能评估1. 幅频响应幅频响应是评估FIR滤波器性能的重要指标之一。

通过绘制滤波器的幅频响应曲线,可以直观地观察滤波器在不同频率下的衰减情况。

2. 相频响应相频响应是评估FIR滤波器性能的另一个重要指标。

相频响应描述了滤波器对输入信号的相位延迟情况,对于某些应用场景,相频响应的稳定性和线性性非常重要。

3. 稳态误差稳态误差是指FIR滤波器在达到稳态后输出信号与理想输出信号之间的差异。

通过对滤波器的输入信号进行模拟或实际测试,可以计算出滤波器的稳态误差,并评估其性能。

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实验报告:FIR滤波器设计与实现一、实验目的本实验旨在通过设计和实现FIR滤波器来理解数字滤波器的原理和设计过程,并且掌握FIR滤波器的设计方法和实现技巧。

二、实验原理1.选择滤波器的类型和阶数根据滤波器的类型和阶数的不同,可以实现不同的滤波效果。

常见的滤波器类型有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

选择适当的滤波器类型和阶数可以实现对不同频率分量的滤波。

2.确定滤波器的系数在设计FIR滤波器时,系数的选择对滤波器的性能有重要影响。

通常可以使用窗函数法、最小二乘法、频率采样法等方法来确定系数的值。

常见的窗函数有矩形窗、汉明窗和布莱克曼窗等。

三、实验步骤1.确定滤波器的类型和阶数根据实际需求和信号特点,选择合适的滤波器类型和阶数。

例如,如果需要设计一个低通滤波器,可以选择实验中使用的巴特沃斯低通滤波器。

2.确定滤波器的频率响应根据滤波器的类型和阶数,确定滤波器的频率响应。

可以通过matlab等软件来计算和绘制滤波器的频率响应曲线。

3.确定滤波器的系数根据频率响应的要求,选择合适的窗函数和窗长度来确定滤波器的系数。

可以使用matlab等软件来计算和绘制窗函数的形状和频率响应曲线。

4.实现滤波器的功能将滤波器的系数应用于输入信号,通过加权求和得到输出信号的采样点。

可以使用matlab等软件来模拟和验证滤波器的功能。

四、实验结果在实际实验中,我们选择了一个4阶低通滤波器进行设计和实现。

通过计算和绘制滤波器的频率响应曲线,确定了窗函数的形状和窗长度。

在实际实验中,我们通过实现一个滤波器功能的matlab程序来验证滤波器的性能。

通过输入不同频率和幅度的信号,观察滤波器对信号的影响,验证了设计的滤波器的功能有效性。

五、实验总结通过本实验,我们深入了解了FIR滤波器的设计原理和实现方法。

通过设计和实现一个具体的滤波器,我们掌握了滤波器类型和阶数的选择方法,以及系数的确定方法。

FIR实验报告范文

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FIR实验报告范文实验报告:FIR滤波器设计与实现一、实验目的1.了解和掌握FIR滤波器的基本概念和设计原理;2. 学会使用Matlab软件设计和实现FIR滤波器;3.分析和评价不同阶数(N)和窗函数类型对FIR滤波器性能的影响。

二、实验设备和原材料1.计算机;2. Matlab 2024a 软件;3.信号发生器。

三、实验原理1.FIR滤波器概念:FIR(Finite Impulse Response)即有限脉冲响应滤波器,是一种非递归滤波器。

其输出是当前输入和过去若干个输入的加权和。

2.FIR滤波器设计原理:FIR滤波器的设计一般通过确定滤波器系数实现。

常用的设计方法有直接设计法、频率采样法、窗函数法等。

其中,窗函数法是最常用的设计方法之一窗函数法步骤:a.选择适当的滤波器阶数N;b.选择合适的窗函数;c.根据滤波器的频率响应要求,计算出窗函数长度L;d.确定滤波器的理想频率响应;e.执行窗函数和理想频率响应的点乘运算得到滤波器的系数。

四、实验步骤step1. 设计滤波器频率响应:a. 确定采样频率fs和截止频率fc;b. 根据fs和fc确定滤波器通带、阻带宽度;c.设计理想频率响应,生成指定的通带增益和阻带衰减。

step2. 确定滤波器阶数和窗函数类型:a.根据滤波器的过渡带宽度、通带纹波和阻带衰减要求,选择适当的滤波器阶数N;b. 对于给定的滤波器长度L和滤波器阶数N,结合通带和阻带宽度,借助Matlab软件选择合适的窗函数类型。

step3. 确定窗函数长度L:根据滤波器的过渡带宽度,计算滤波器的窗函数长度L。

一般,L=N+1step4. 生成滤波器系数:通过窗函数与理想频率响应的点乘运算,生成滤波器的系数。

step5. 滤波器模拟与实现:a. 在Matlab软件中,使用fir1函数生成滤波器系数h;b. 使用filter函数实现滤波器的模拟和实现。

五、实验结果与分析本实验选择了截止频率fc = 1000Hz,采样频率fs = 8000Hz。

FIR滤波器设计与实现实验报告

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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

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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滤波器的设计实验报告

fir滤波器的设计实验报告

fir滤波器的设计实验报告fir滤波器的设计实验报告引言:滤波器是信号处理中常用的工具,它可以对信号进行去噪、降噪、频率调整等操作。

在本次实验中,我们将设计一种fir滤波器,通过对信号进行滤波处理,实现对特定频率成分的增强或抑制。

本报告将详细介绍fir滤波器的设计原理、实验步骤和结果分析。

一、设计原理:fir滤波器是一种无限冲激响应滤波器,其特点是具有线性相位和稳定性。

其基本原理是通过对输入信号和滤波器的冲激响应进行线性卷积运算,得到输出信号。

fir滤波器的冲激响应由一组有限长的系数决定,这些系数可以通过不同的设计方法得到,如窗函数法、最小二乘法等。

二、实验步骤:1. 确定滤波器的频率响应需求:根据实际应用需求,确定滤波器需要增强或抑制的频率范围。

2. 选择滤波器的设计方法:根据频率响应需求和系统要求,选择合适的fir滤波器设计方法。

3. 设计滤波器的冲激响应:根据所选设计方法,计算得到fir滤波器的冲激响应系数。

4. 实现滤波器的数字滤波器:将fir滤波器的冲激响应系数转换为差分方程,得到数字滤波器的差分方程表示。

5. 实现滤波器的数字滤波器:将fir滤波器的冲激响应系数转换为差分方程,得到数字滤波器的差分方程表示。

6. 通过编程实现滤波器:使用编程语言(如MATLAB)编写代码,实现fir滤波器的数字滤波器。

7. 信号滤波处理:将待滤波的信号输入到fir滤波器中,通过数字滤波器进行滤波处理,得到输出信号。

8. 结果分析:对滤波后的信号进行分析,评估滤波器的性能和效果。

三、实验结果分析:在本次实验中,我们设计了一个fir滤波器,并对一段音频信号进行滤波处理。

通过实验结果分析,我们发现滤波器能够有效地增强或抑制指定频率范围内的信号成分。

滤波后的音频信号听起来更加清晰,噪音得到了有效的抑制。

同时,我们还对滤波器的性能进行了评估。

通过计算滤波器的幅频响应曲线和相频响应曲线,我们发现滤波器在指定频率范围内的增益和相位变化符合预期。

fir数字滤波器设计实验报告

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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:数字滤波器是一种广泛应用于信号处理和通信系统中的重要工具。

其中,有一类常见的数字滤波器是FIR(Finite Impulse Response)数字滤波器。

FIR数字滤波器具有线性相位特性、稳定性好、易于设计和实现等优点,被广泛用于音频处理、图像处理、通信系统等领域。

本实验旨在通过设计一个FIR数字滤波器,探索其设计原理和实际应用。

一、实验目的本实验的目的是通过设计一个FIR数字滤波器,实现对特定信号的滤波处理。

具体来说,我们将学习以下几个方面的内容:1. FIR数字滤波器的基本原理和特点;2. FIR数字滤波器的设计方法和流程;3. 使用MATLAB软件进行FIR数字滤波器的设计和仿真。

二、实验原理1. FIR数字滤波器的基本原理FIR数字滤波器是一种线性时不变系统,其输出仅与当前输入和过去若干个输入有关,没有反馈回路。

这种特性使得FIR数字滤波器具有线性相位特性,适用于对信号的频率响应要求较高的应用场景。

FIR数字滤波器的输出可以通过卷积运算来计算,即将输入信号与滤波器的冲激响应进行卷积运算。

2. FIR数字滤波器的设计方法FIR数字滤波器的设计方法有很多种,常见的包括窗函数法、频率采样法和最优化方法等。

在本实验中,我们将使用窗函数法进行FIR数字滤波器的设计。

窗函数法的基本思想是将理想滤波器的频率响应与一个窗函数相乘,从而得到实际可实现的滤波器。

三、实验步骤1. 确定滤波器的设计要求在设计FIR数字滤波器之前,我们首先需要明确滤波器的设计要求。

包括滤波器的通带、阻带、过渡带的频率范围和响应要求等。

2. 选择窗函数和滤波器的阶数根据设计要求,选择合适的窗函数和滤波器的阶数。

常见的窗函数有矩形窗、汉宁窗、汉明窗等。

不同的窗函数对滤波器的性能有一定影响,需要根据实际情况进行选择。

3. 计算滤波器的冲激响应利用所选窗函数和滤波器的阶数,计算滤波器的冲激响应。

FIR实验报告范文

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FIR实验报告范文一、实验目的1.了解FIR滤波器的特点和性能2.掌握FIR设计方法3.分析FIR滤波器的频率响应和时域响应4.比较FIR滤波器和IIR滤波器的差异二、实验原理FIR滤波器是一种无反馈结构,其输出仅取决于输入信号和滤波器的系数。

基于离散时间线性时不变系统的基本原理,FIR滤波器可以用差分方程描述:y(n)=b0*x(n)+b1*x(n-1)+...+bM*x(n-M)其中,y(n)为滤波器的输出,x(n)为滤波器的输入,b0,b1,...,bM 为滤波器的系数。

三、实验步骤1.确定FIR滤波器的设计规格,包括采样频率、通带截止频率、阻带截止频率以及通带和阻带的幅频特性要求。

2.选择适当的FIR设计方法,例如窗函数法、最小二乘法或频率抽样法等。

3.根据设计方法,计算FIR滤波器的系数。

4.利用计算机软件,如MATLAB等,实现FIR滤波器的设计和仿真。

5.对FIR滤波器的频率响应和时域响应进行分析和评估。

6.可以与IIR滤波器进行对比,并讨论其区别和优缺点。

四、实验结果本次实验我们选择了窗函数法进行FIR滤波器设计,并用MATLAB进行仿真。

设定采样频率为8kHz,通带截止频率为1kHz,阻带截止频率为2kHz,通带和阻带的幅频特性要求为1dB的波纹和50dB的衰减。

根据窗函数法的设计步骤,我们选择了矩形窗函数进行滤波器设计。

经过计算得到FIR滤波器的系数为:h=[0.0156,-0.0234,-0.0156,0.1875,0.4844,0.4844,0.1875,-0.0156,-0.0234,0.0156]通过MATLAB的filter函数对输入信号进行滤波得到输出信号。

我们选择了一个1kHz的正弦信号作为输入信号。

经过滤波后,我们得到了去除了高频部分的信号。

通过对滤波器的频率响应进行分析,我们可以看到滤波器在通带内的频率响应基本符合要求,波纹较小。

在阻带内,滤波器的频率响应明显下降,达到了较高的衰减。

fir数字滤波器的设计实验报告

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fir数字滤波器的设计实验报告FIR数字滤波器的设计实验报告引言:数字信号处理在现代通信、音频处理、图像处理等领域中起着至关重要的作用。

而数字滤波器作为数字信号处理的核心组成部分之一,其设计和性能对于信号处理的质量和效果有着直接的影响。

本实验旨在探究FIR(有限脉冲响应)数字滤波器的设计原理和实践操作,以及对其性能进行评估。

一、实验目的本实验的主要目的是掌握FIR数字滤波器的设计方法和实现过程,具体包括以下几个方面:1. 了解FIR数字滤波器的基本原理和特点;2. 学习FIR滤波器的设计方法,包括窗函数法和频率采样法;3. 实现FIR滤波器的设计和编程,掌握滤波器的参数配置;4. 评估FIR滤波器的性能,包括幅频响应、相频响应、群延迟等。

二、实验原理FIR数字滤波器是一种线性时不变系统,其传输函数的脉冲响应是有限长的。

因此,FIR滤波器的设计主要涉及到确定滤波器的脉冲响应系数,即滤波器的冲击响应。

常用的FIR滤波器设计方法有窗函数法和频率采样法。

窗函数法通过选择一个窗函数,将其与理想滤波器的冲击响应进行卷积,从而得到实际的滤波器冲击响应。

常见的窗函数有矩形窗、汉宁窗、海明窗等。

频率采样法则是通过在频域上对理想滤波器的频率响应进行采样,然后进行反变换得到滤波器的冲击响应。

三、实验过程1. 确定滤波器的设计规格,包括截止频率、通带衰减和阻带衰减等参数;2. 选择设计方法,如窗函数法或频率采样法;3. 根据设计方法,计算滤波器的冲击响应系数;4. 利用编程软件,如MATLAB或Python,实现滤波器的设计和编程;5. 根据设计的滤波器参数,绘制滤波器的幅频响应和相频响应曲线;6. 进行滤波器性能评估,包括群延迟、阻带衰减等指标。

四、实验结果与分析本实验以MATLAB为例,使用窗函数法设计了一个FIR低通滤波器。

滤波器的设计规格为:截止频率为1kHz,通带衰减为0.5dB,阻带衰减为40dB。

选择了汉宁窗作为窗函数,并利用MATLAB的fir1函数进行滤波器设计。

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实验报告
课程名称:数字信号处理
实验项目:FIR滤波器设计
专业班级:
姓名:学号:
实验室号:实验组号:
实验时间:批阅时间:
指导教师:成绩:
实验报告
专业班级: 学号: 姓名:
一、实验目的:
1、熟悉线性相位FIR 数字低通滤波器特性。

2、熟悉用窗函数法设计FIR 数字低通滤波器的原理和方法。

3、了解各种窗函数对滤波特性的影响。

要求认真复习FIR 数字滤波器有关内容实验内容。

二、实验原理
如果所希望的滤波器理想频率响应函数为)(e H j ωd ,则其对应的单位样值响应为
ωπ
=
ωππ-⎰d e j ωn
j d d e )(H 21(n)h 窗函数法设计法的基本原理是用有限长单位样值响应h(n)逼近(n)h d 。

由于(n)h d 往往是无限长序列,且是非因果的,所以用窗函数(n)w 将(n)h d 截断,并进行加权处理,得
到:(n)(n)h h(n)d w ⋅=。

h(n)就作为实际设计的FIR 滤波器单位样值响应序列,其频率函数)H(e
j ω
为∑-=ω=
1
n n j -j ω
h(n)e )H(e
N 。

式中N 为所选窗函数(n)w 的长度。

用窗函数法设计的FIR 滤波器性能取决于窗函数类型及窗口长度N 的取值。

设计过程中要根据阻带衰减和过渡带宽度的要求选择合适的窗函数类型和窗口长度N 。

各类窗函数所能达到的阻带最小衰减和过渡带宽度见P342表7-3。

选定窗函数类型和长度N 以后,求出单位样值响应(n)(n)h h(n)d w ⋅=。

验算
)()()]([)(ωϕωω==j g j e H n h DTFT e H 是否满足要求,如不满足要求,则重新选定窗函
数类型和长度N ,直至满足要求。

如要求线性相位特性,h(n)还必须满足n)-1-h(N h(n)±=。

根据上式中的正、负号和长度N 的奇偶性又将线性相位FIR 滤波器分成4类(见P330表7-1及下表),根据要设计的滤波器特性正确选择其中一类。

例如要设计低通特性,可选择情况1、2,不能选择情况3、4。

1、线性相位FIR滤波器演示实验
该实验事先给定4个有限长序列分别是:
(1)h(n)=[1,2,3,4,5,4,3,2,1]即h(n)偶对称,N为奇数;
(2)h(n)=[1,2,3,4,4,3,2,1]即h(n)偶对称,N为偶数;
(3)h(n)=[1,2,3,4,0,-4,-3,-2,-1]即h(n)奇对称,N为奇数;
(4)h(n)=[1,2,3,4,-4,-3,-2,-1]即h(n)奇对称,N为偶数。

请观察它们的时域频域特征,以熟悉四种线性相位FIR滤波器特性。

2、窗函数法设计FIR低通滤波器
(1)给定技术指标:通带允许起伏-1dB 0≤ω≤0.3π(ωp=0.3*pi,Rp=-1),阻带衰减≤-50dB 0.5π≤ω≤π(ωs=0.5*pi,Rs=-50),要求设计满足要求的线性相位FIR低通数字滤波器。

完成此题目需事先确定好以下参数:理想低通滤波器截止频率ωc(ωc=ωp/2+ωs/2;窗函数形状(根据要求的阻带衰减确定);滤波器长度N(根据所选窗函数过渡带宽度和要求的过渡带宽度ωs-ωp确定)。

(2)研究给定理想低通滤波器截止频率ωc和滤波器长度N时,窗函数形状对FIR滤波器特性的影响。

实验中可以取ωc=0.4π(0.4*pi),N=33,观察五种窗函数对应的滤波特性。

(3)研究给定理想低通滤波器截止频率ωc和窗函数形状时,滤波器长度N对滤波特性的影响。

实验中可以取ωc=π/4(pi/4),观察汉宁窗在N=15和N=33时对应的FIR滤波器特
四、实验结果
1、
2、
三角窗:
汉宁窗:
汉明窗:
布莱克曼窗:
矩形窗:
五、思考题
1、给定通带截止频率和阻带截止频率以及阻带最小衰减,如何用窗函数法设计线性相位低通滤波器?写出设计步骤。

2、简述窗函数形状和滤波器长度对滤波特性的影响。

1、答:给定通带截止频率和阻带截止频率以及阻带最小衰减,如何用窗函数法设计线性相
位低通滤波器?写出设计步骤。

(1)根据通带截止频率和阻带截止频率,求理想低通滤波器的截止频率c=(p+s)/2;
(2)根据阻带最小衰减选择窗函数;
(3)根据要求的过渡带宽度确定滤波器长度N,滤波器相位常数;
(4)根据允许的过渡带宽度确定窗口长度N;
(5)根据理想低通滤波器的截止频率c、相位常数求出理想低通滤波器单位样值响应
h d(n);由确定的窗函数类型、长度求出对应的窗函数w(n);求出所设计的FIR滤波器单位样值响应h(n) =h d (n)w(n);
(6)借助计算机计算H(e jω)=DTFT[h(n)],检验各项指标是否满足要求,如不满足另选窗函数、窗口长度。

2、简述窗函数形状和滤波器长度对滤波特性的影响。

(1)滤波器过渡带宽度与窗谱(窗函数频域特性)的主瓣宽度成正比;
(2)滤波器过渡带两旁有的肩峰和阻尼余振,其振荡幅度取决于窗谱旁瓣的相对幅度,震荡的多少取决于旁瓣的多少;
(3) 对于同一种窗函数,增加窗函数长度,能减少窗谱主瓣和旁瓣宽度,但不能减少主瓣和旁瓣的相对值,该值取决于窗函数的形状。

因此增加窗口长度只能相应地减少过渡带宽度,不能增加阻带衰减。

(4)若窗函数时域波形两端平缓下降而非突变,如三角形,则其频域特性旁瓣电平小,阻带衰减增加,但代价是增加了主瓣和滤波器过渡带宽度。

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