基于matlab的FIR数字滤波器设计(多通带-窗函数法)(共7页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 数字信号处理课程设计报告设计名称:基于matlab的FIR数字滤波器设计 彪一、课程设计的目的 1、通过课程设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。 2、深入了解利用Matlab设计FIR数字滤波器的基本方法。3、在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法。4、提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力。5、锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。二、主要设计内容 利用窗函数法设计FIR滤波器,绘制出滤波器的特性图。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,验证滤波器的效果。三、设计原理 FIR 滤波
2、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。常用的是窗函数法和切比雪夫等波纹逼近的最优化设计方法。本实验中的窗函数法比较简单,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。 如果 FIR 滤波器的 h(n)为实数, 而且满足以下任意条件,滤波器就具有准确的线性相位:第一种:偶对称,h(n)=h(N-1-n), ()=-(N-1)/2 第二种:奇对称,h(n)=-h(N-1-n), ()=-(N-1)/2+pi/2 对称中心在n=(N-1)/2处 四、设计步骤 1.设计
3、滤波器 2.所设计的滤波器对多个频带叠加的正弦信号进行处理 3.比较滤波前后信号的波形及频谱五、用窗函数设FIR 滤波器的基本方法 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,再迕行截断,即截取为有限长因果序列:h(n)=hd(n)w(n),并用合适的窗函数迕行加权作为 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
4、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。窗函数设计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。 六、程序设计Rs=0.01;fs=200;%采样频率fcuts=10 20 40 50 60 70 80 9
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