数字信号处理实验报告——用窗函数法设计 FIR数字滤波器.doc

实验四 用窗函数法设计 FIR数字滤波器 实验目的 (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FIR数字滤波器特性。 (3) 了解各种窗函数对滤波特性的影响。 实验原理、 滤波器的理想频率响应函数为Hd(ejω)，则其对应的单位脉冲响应为 hd(n) = 窗函数设计法的基本原理是用有限长单位脉冲响应序列h(n)逼hd(n)。由于hd(n)往往是无限长序列，且是非因果的，所以用窗函数。w(n)将hd(n)截断，并进行加权处理： h(n) = hd(n) w(n) h(n)就作为实际设计的FIR数字滤波器的单位脉冲响应序列，其频率响应函数H(ejω)为 H(ejω) = 用窗函数法设计的滤波器性能取决于窗函数w(n)的类型及窗口长度N的取值。设计过程中，要根据对阻带最小衰减和过渡带宽度的要求选择合适的窗函数类型和窗口长度N。 实验内容 MATALAB程序 任务一 N1=15; N2=33; b1=fir1(14,1/4,hanning(15)); b2=fir1(32,1/4,hanning(33)); [H1,W]=freqz(b1,1); H1_db=20*log10(abs(H1)); magH1=abs(H1); phaH1=angle(H1); [H2,W]=freqz(b2,1); H2_db=20*log10(abs(H2)); magH2=abs(H2); phaH2=angle(H2); figure(1); subplot(2,1,1);stem(b1); title(N=15时,汉宁窗得到的FIR滤波器脉冲响应); subplot(2,1,2);stem(b2); title(N=33时,汉宁窗得到的FIR滤波器脉冲响应); figure(2); subplot(3,1,1);plot(W/pi,magH1); title(N=15时汉宁窗得到的FIR滤波器的幅频特性) subplot(3,1,2);plot(W/pi,H1_db); title(N=15时汉宁窗得到的FIR滤波器的对数幅频特性) subplot(3,1,3);plot(W/pi,phaH1); title(N=15时汉宁窗得到的FIR滤波器的相频特性) figure(3); subplot(3,1,1);plot(W/pi,magH2); title(N=33时汉宁窗得到的FIR滤波器的幅频特性) subplot(3,1,2);plot(W/pi,H2_db); title(N=33时汉宁窗得到的FIR滤波器的对数幅频特性) subplot(3,1,3);plot(W/pi,phaH2); title(N=33时汉宁窗得到的FIR滤波器的相频特性) 任务二 N=33; b1=fir1(32,1/4,boxcar(33)); b2=fir1(32,1/4,hanning(33)); b3=fir1(32,1/4,bartlett(33)); b4=fir1(32,1/4,blackman(33)); [H1,W]=freqz(b1,1); H1_db=20*log10(abs(H1)); magH1=abs(H1); phaH1=angle(H1); [H2,W]=freqz(b2,1); H2_db=20*log10(abs(H2)); magH2=abs(H2); phaH2=angle(H2); [H3,W]=freqz(b3,1); H3_db=20*log10(abs(H3)); magH3=abs(H3); phaH3=angle(H3); [H4,W]=freqz(b4,1); H4_db=20*log10(abs(H4)); magH4=abs(H4); phaH4=angle(H4); figure(1); subplot(2,2,1);stem(b1); title(矩形窗得到的FIR滤波器脉冲响应) subplot(2,2,2);stem(b2); title(汉宁窗得到的FIR滤波器脉冲响应) subplot(2,2,3);stem(b3); title(三角窗得到的FIR滤波器脉冲响应) subplot(2,2,4);stem(b4); title(布拉克曼窗得到的FIR滤波器脉冲响应) figure(2); subplot(2,2,1);plot(W/pi,magH1); title(矩形窗得到的FIR滤波器幅频特性) subplot(2,2,2);plot(W/pi,magH2); title(汉宁窗得到的FIR滤波器幅频特性) subplot(2,2,3);plot(W/pi,magH3); title(三角窗得到的FIR滤波器幅频特性) subplot(2,2,4);pl