用海明窗函数法设计数字FIR带阻滤波器..doc

信号与系统课程设计论文 题 目 用海明窗函数法设计数字FIR带阻滤波器 学 院 通信与电子工程学院 专业班级 电子085班 学生姓名 朱彦春 指导教师 苗凤娟 年 月 日 摘 要 在用海明窗窗函数法设计FIR数字滤波器时，设计的优化主要是通过调整窗函数来进行的。文中提出一种新的优化算法，其基本思想是在窗函数和滤波器阶数不变的情况下，通过迭代运算寻找一个最佳的频率响应函数，对此频率响应函数的傅里叶反变换进行加窗所设计出的滤波器的频率响应相对于理想频率响应的逼近误差最小。 关键词：数字滤波器；窗函数法；优化算法；逼近误差 Abstract In the window with hamming window function method design FIR digital filters, design optimization is mainly by adjusting the window function, This paper presents a new optimization algorithm, the basic idea is in window function and filter order number under the condition of invariable, through the iterative operation looking for an optimal frequency response function, to this frequency response function of Fourier inverse transform add window place that the design of the frequency response of the filter relative to the ideal frequency response approximation error smallest. Keywords: Digital filters； Window function method； Optimization algorithm; Approximation error 目 录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1 概述 1 1.2 窗函数的定义 1 1.2.1 窗函数的应用 2 1.2.2 窗函数的选择 2 第2章 实验设计 2 2.1 设计FIR数字滤波器的基本方法 3 2.2 FIR数字滤波器设计的步骤 3 2.2.1 确定技术指标 3 2.2.2 逼近 3 2.2.3 性能分析和计算机仿真 3 第3章 运行及结果 5 3.1 实验环境 5 3.2 开发工具和汇编语言 5 3.3 程序设计 5 3.4 实验结果 9 结论 10 附录 10 致谢 12 第1章 绪论 1.1 概述 数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。现如今随着电子设备工作频率范围的不断扩大，电磁干扰也越来也严重，接收机接收到的信号也越来越复杂。为了得到所需要频率的信号，就需要对接收到的信号进行过滤， 从而得到所需频率段的信号，这就是滤波器的工作原理。对于传统的滤波器而言，如果滤波器的输入，输出都是离散时间信号，则该滤波器的冲激响应也必然是离散的，这样的滤波器定义为数字滤波器。它通过对采样数据信号进行数学运算来达到频域滤波的目的. 。 窗函数的定义 为了减少频谱能量泄漏，可采用不同的截取函数对信号进行截短，截短函数称为窗函数，简称为窗。 　　信号截短以后产生的能量泄漏现象是必然的，因为窗函数w(t)是一个频带无限的函数，所以即使原信号x(t)是限带宽信号，而在截短以后也必然成为无限带宽的函数，即信号在频域的能量与分布被扩展了。又从采样定理可知，无论采样频率多高，只要信号一经截短，就不可避免地引起混叠，因此信号截短必然导致一些误差。 　　泄漏与窗函数频谱的两侧旁瓣有关，如果两侧瓣的高度趋于零，而使能量相对集中在主瓣，就可以较为接近于真实的频谱，为此，在时间域中可采用不同的窗函数来截短信号。 1.2.1 窗函数应用 不同的窗函数对信号频谱的影响是不一样的，这主要是因为不同的窗函数，产生泄漏的大小不一样，频率分