实验6FIR滤波器设计

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Word资料.

课程编号

实验项目序号

本科学生实验卡和实验报告

信息科学与工程学院

通信工程专业2013级1301班

课程名称：数字信号处理

实验项目：FIR滤波器设计

2015～～2016学年第二学期

学号：201308030104_ 姓名：__ _王少丹_ __ 专业年级班级：____通信1301_____

____四合院___ 实验室组别________ 实验日期__2016 年_ 6__ 月___12_ 日

实验步骤

方法

关键代码a. 设线性相位FIR 滤波器单位抽样响应分别为

h(n )={ -4,1, -1,- 2,5,6,5, -2, -1,1, -4}

h(n)={ -4,1, -1,- 2,5,6,6,5,- 2, -1,1,- 4}

h(n)={ -4,1,- 1, -2,5,0,- 5,2,1,- 1,4}

h(n)={ -4,1, -1, -2,5,6,- 6, -5,2,1, -1,4}

分别求出滤波器的幅度频率响应H(ω)，系统函数H(z)以及零极点分布，并绘制相应的波形和分布图。

Type2：

Type3：

Type4：

b. 设计FIR 数字低通滤波器，技术指标为：ωp=0.2π，ωst=0.3π，δ1=0.25dB，δ2=50dB。

(1) 通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；

(2) 求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形。

(3) 选择凯塞窗函数设计该滤波器，并绘制相应的波形图。

c. 设计FIR 数字带通滤波器，技术指标为：

下阻带边缘：ωst1=0.2π，δs1=60dB，下通带边缘：ωp1=0.35π，δp1=1dB；上通带边缘：ωp2=0.65π，δp1=1dB，上阻带边缘：ωst2=0.8π，δs2=60dB；

(1) 通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；

(2) 求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形。

d. 设计FIR 数字带通滤波器，技术指标为：

下阻带边缘：ωst1=0.2π，δs1=60dB，下通带边缘：ωp1=0.4π，δp1=1dB；上通带边缘：ωp2=0.6π，δp1=1dB，上阻带边缘：ωst2=0.8π，δs2=60dB；

(1) 通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；

(2) 求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形。

e. 设计FIR 数字带通滤波器，技术指标为：

下阻带边缘：ωst1=0.2π，δs1=20dB，下通带边缘：ωp1=0.4π，δp1=1dB；上通带边缘：ωp2=0.6π，δp1=1dB，上阻带边缘：ωst2=0.8π，δs2=20dB；

(1) 通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；

(2) 求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形。

f. 设计FIR 数字高通滤波器，技术指标为：通带截止频率为ωp=15π/27，阻带截止频率为ωst=11π/27，通带最大衰减为δ1=2.5dB，阻带最小衰减为δ2=55dB。

(1) 通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；

(2) 求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形。系统一：

g. 设计FIR 数字高通滤波器，技术指标为：通带截止频率为ωp=0.6π，阻带截止频率为ωst=0.4π，通带最大衰减为δ1=0.25dB，阻带最小衰减为δ2=40dB。

(1) 通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；

(2) 求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形。

h. 滤波器的技术指标为：通带截止频率为ωp=0.6π，阻带截止频率为ωst=0.4π，通带最大衰减为δ1=0.25dB，阻带最小衰减为δ2=40dB。

(1) 通过技术指标，选择一种窗函数设计一个具有π/2 相移的FIR 高通滤波器；

(2) 求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形。

i. 设计FIR 数字带阻滤波器，其技术指标为：

低端阻带边缘：ωst1=0.4π，δs1=40dB，低端通带边缘：ωp1=0.2π，δp1=1dB；高端通带边缘：ωp2=0.8π，δp1=1dB，高端阻带边缘：ωst2=0.6π，δs2=40dB；

(1) 通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；

(2) 求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形。

FIR 滤波器的单位抽样响应为h(n)=1/9{}，编制MATLAB 程序求系统的频率采样型结构的系数，并画出频率抽样型结构。

m. 一个理想差分器的频率响应为：

用长度为21 的汉宁窗设计一个数字FIR 差分器，并绘制其时域和频率的响应波形。

n. 利用汉宁窗设计一个长度为25 的数字希尔伯特变换器，并绘制它的时域和频域的响应波形。

p. FIR 数字低通滤波器的技术指标为：ωp=0.2π，ωst=0.3π，δ1=0.25dB，δ2=50dB。利用频率采样方法设计FIR 数字滤波器，并绘制滤波器的单位冲激响应、幅度频率响应的波形。

q. 用窗函数法设计一个线性相位的FIR 数字低通滤波器，其技术指标为：ωp=0.2π，ωst=0.4π，δ1=0.25dB，δ2=50dB。

(1) 求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形。

(2) 对该滤波器输入一个宽度为10 的矩形序列，求滤波器的输出信号，并绘制相应的

波形图。

测

试

记

录分析结理论与实验值相符。（后附代码）

wp = 0.2*pi;

ws = 0.4*pi;

tr_width = ws-wp;

M = ceil(6.6*pi/tr_width)+1;

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,H,w] = freqz_m3(h,[1]);

delta_w = 2*pi/1000;

Rp = -(min(db(1:1:wp/delta_w+1)));

As = -round(max(db(ws/delta_w+1:1:501))); figure(1)

subplot(221)

stem(n,hd);title('Ideal Impulse Rresponse') axis([0 M-1 -0.1 0.3]);xlabel('n');ylabel('hd(n)') subplot(222)