FIR数字器的设计.doc

电子信息工程系实验报告 课程名称：数字信号处理 实验项目名称：FIR数字滤波器的设计1．掌握用窗函数法设计FIR 数字滤波器的原理和方法。 2．熟悉线性相位数字滤波器的特性。 3．了解各种窗函数对滤波特性的影响。 4．掌握对输入信号滤波的方法。 实验内容和步骤设计IR数字滤波器的步骤1）数字滤波器的性能要求：临界频率{ωk}、滤波器单位脉冲响应长度N； 2）根据性能要求，合理选择单位脉冲响应h(n)的奇偶对称性，从而确定理想频率响应的幅频特性和相频特性； 3）求理想单位脉冲响应。在实际计算中，可对按M(M远大于N)点等距离采样，并对其求IDFT得，用代替； 4）选择适当的窗函数w(n)，根据求所需设计的FIR滤波器单位脉冲响应； 5）求，分析其幅频特性，若不满足要求，可适当改变窗函数形式或长度N，重复上述设计过程，以得到满意的结果。 1）用升余弦窗设计一线性相位低通FIR数字滤波器，截止频率。窗口长度N=15，33。要求在两种窗口长度情况下，分别求出，打印出相应的幅频特性及相频特性曲线，观察3dB带宽和20dB带宽。总结窗口长度N对滤波特性的影响。 设计低通FIR数字滤波器时，一般以理想低通滤波特性为逼近函数，即： N=15,33 N=15; wc=pi/4; a=(N-1)/2; n=0:(N-1); m=n-a+eps; hdn=sin(wc*m)./(pi*m); wn=hanning(N); hn=hdn.*(wn); [H,w]=freqz(hn,[1],1024,whole); dbH=20*log10((abs(H)+eps)/max(abs(H))); figure(1);subplot(2,2,1); stem(n,hn,.); xlabel(n);ylabel(h(n));title(N=15时设计汉宁窗h(n)); subplot(2,2,2); plot(w,abs(H)); xlabel(w);ylabel(H(jw));title(h(n)的幅度谱);axis([0,3,0,1.5]); subplot(2,2,3); plot(w,angle(H)); xlabel(w);ylabel(φ(w));title(h(n)的相位谱);axis([0,3,-4,4]); subplot(2,2,4); plot(w/pi,dbH); xlabel(w/pi);ylabel(dB);title(损耗特性);axis([0,1,-110,0]); N=33; wc=pi/4; a=(N-1)/2; n=0:(N-1); m=n-a+eps; hdn=sin(wc*m)./(pi*m); wn=hanning(N); hn=hdn.*(wn); [H,w]=freqz(hn,[1],1024,whole); dbH=20*log10((abs(H)+eps)/max(abs(H))); figure(2);subplot(2,2,1); stem(n,hn,.); xlabel(n);ylabel(h(n));title(N=33时设计汉宁窗h(n)); subplot(2,2,2); plot(w,abs(H)); xlabel(w);ylabel(H(jw));title(h(n)的幅度谱);axis([0,3,0,1.5]); subplot(2,2,3); plot(w,angle(H)); xlabel(w);ylabel(φ(w));title(h(n)的相位谱);axis([0,3,-4,4]); subplot(2,2,4); plot(w/pi,dbH); xlabel(w/pi);ylabel(dB);title(损耗特性);axis([0,1,-110,0]); 仿真结果： 2）n=33，，用四种窗函数设计线性相位低通滤波器。绘制相应的幅频特性曲线，观察3dB和20dB带宽以及阻带最小衰减，比较四种窗函数对滤波器特性的影响。 N=33; wc=pi/4; a=(N-1)/2; n=0:(N-1); m=n-a+eps; hdn=sin(wc*m)./(pi*m); wn=boxcar(N); hn=hdn.*(wn); [H,w]=freqz(hn,[1],1024,whole); dbH=20*log10((abs(H)+eps)/max(abs(H))); figure(1);subplot(1,3,1); stem(n,hn,.); xlabel(n);ylabel(h(n));title(N=33时设计矩形窗h(n)); subplot(1,3,2); plot(w,abs(H)); xlabel(w