s7第七章--有限冲激响应滤波器设计3.ppt

第7章 有限冲激响应滤波器  （FIR）的设计 7．1 线性相位FIR滤波器的特点 7. 2 窗函数设计法 7. 3 频率抽样设计法 7. 4 应用MATLAB设计 FIR数字滤波器 (1)FIR滤波器可以做成具有严格的线性相 位，同时又可以具有任意的幅度特性。 (2)FIR滤波器的单位抽样响应是有限长 的，因而FIR滤波器一定是稳定的。 (3)FIR滤波器由于单位冲激响应是有限长 的，因而可以用FFT算法来实现过滤信 号，从而可大大提高运算效率。 FIR数字滤波器的缺点: 7. 1 线性相位FIR滤波器的特点 7.1.1 线性相位条件 1．I 型线性相位滤波器（N为奇数） 2．Ⅱ型线性相位滤波器 （N为偶数） 3．Ⅲ型线性相位滤波器（N为奇数） 4．Ⅳ型线性相位滤波器（N为偶数） 7. 2 窗函数设计法 7. 2.1 设计方法 1．矩形窗 3．海明（Hamming）窗（又称为改进的升余弦窗） 表7.1 几种窗函数的基本参数比较 1．高通数字滤波器的设计 2．带通数字滤波器的设计 3．带阻数字滤波器的设计 7. 3 频率抽样设计法 频率抽样法是从频域出发，把给定的理想频率响应 加以等间隔采样，即 IIR与FIR数字滤器的比较 7. 4 应用MATLAB设计FIR数字滤波器 其他FIR数字滤波器的文件 remez.m：设计采用切比雪夫最佳一致逼近FIR数字 滤波器 remexord.m：采用切比雪夫一致逼近设计FIR数字滤 波器所需要的滤波器阶数 sgolay.m设计savitzky-golay平滑滤波器 firls.m：用最小平方法设计线性相位FIR数字滤波器 fircls.m：用带约束的最小平方法设计线性相位FIR数 字滤波器 Fircls1.m：用带约束的最小平方法设计线性相位FIR 低通和高通滤波器 Firrcos.m：用来设计低通线性相位FIR数字滤波器 Example of a filter % Example of a length 31 lowpass filter: h=firpm(30,[0 .1 .2 .5]*2,[1 1 0 0]); fvtool(h) % Example of a low-pass differentiator: h=firpm(44,[0 .3 .4 1],[0 .2 0 0],differentiator); % Example of a type 4 highpass filter: h=firpm(25,[0 .4 .5 1],[0 0 1 1],h); Example--Design a Lowpass Filter With pmin = 4 and pmax = 12 b=firlpnorm(30,[0 0.4 0.45 1],[0 0.4 0.45 1],[1 1 0 0],[1 1 10 10],[4 12]); [H,W,S]=freqz(b,1,1024); S.plot = mag; fvtool(b); Example--Return a Minimum Phase Bandstop Filter b=firlpnorm(21, [0 .25 .35 .7 .8 1], [0 .25 .35 .7 .8 1],[1 1 0 0 1 1], [1 1 5 5 1 1], [2 4], minphase); fvtool(b) 运行结果 运行结果 运行结果 sgolay.m用来设计Savitzky-Golay平滑滤波器。其调用格式是 b=sgolay（k,f） 式中k是多项式的阶次，f是拟合的双边点数。要求 k＜f ，且f为奇数。 N = 4;F = 21;b=sgolay(N,F); （4） Savitzky-Golay平滑滤波器 fircls.m用带约束的最小平方法设计线性相位FIR数字滤波器。可设计任意给定的理想幅频特性。 n = 51; f = [0 0.4 0.8 1]; a = [0 1 0]; up = [ 0.02 1.02 0.01]; lo = [-0.02 0.98 -0.01]; b =