FIR数字滤波器课程设计报告要点.docVIP

目 录 设计目的……………………………………………………………………… 3 设计内容……………………………………………………………………… 3 设计原理……………………………………………………………………… 3 3.1 数字低通滤波器的设计原理…………………………………………… 3 数字滤波器的定义和分类…………………………………………… 3 数字滤波器的优点…………………………………………………… 3 3.1.3 FIR滤波器根本原理………………………………………………… 4 …………………………………………………………… 7 设计步骤……………………………………………………………………… 8 数字低通滤波器MATLAB编程及幅频特性曲线…………………………… 9 5.1 MATLAB语言编程……………………………………………………… 9 5.2 幅频特性曲线………………………………………………………… 10 总结………………………………………………………………………… 11 参考文献…………………………………………………………………… 13 一、设计目的 课程设计是理论学习的延伸，是掌握所学知识的一种重要手段，对于贯彻理论联系实际、提高学习质量、塑造自身能力等于有特殊作用。本次课程设计一方面通过MATLAB仿真设计内容，使我们加深对理论知识的理解，同时增强其逻辑思维能力，另一方面对课堂所学理论知识作一个总结和补充 二、设计内容 (1)设计一线性相位FIR数字低通滤波器，截止频率 ，过渡带宽度 ,阻带衰减。 (2)设计一线性相位FIR数字低通滤波器，截止频率 ，过渡带宽度 ，阻带衰减。 三、设计原理 3.1数字低通滤波器的设计原理 数字滤波器的定义和分类 从数字滤波器的单位冲击响应来看，可以分为两大类:有限冲击响应(FIR)数字滤波器和无限冲击响应(IIR)数字滤波器。滤波器按功能上分可以分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BSF) [4]。 数字滤波器的优点 数字滤波器具有以下显著优点: 精度高:模拟电路中元件精度很难到达10-3，以上，而数字系统17位字长就可以到达10-5精度。因此在一些精度要求很高的滤波系统中，就必须采用数字滤波器来实现。 灵活性大:数字滤波器的性能主要取决于乘法器的各系数，而这些系数是存放在系数存储器中的，只要改变存储器中存放的系数，就可以得到不同的系统，这些都比改变模拟滤波器系统的特性要容易和方便的多，因而具有很大的灵活性。 〞和“0，受噪声及环境条件的影响小，而模拟滤波器各个参数都有一定的温度系数，易受温度、振动、电磁感应等影响。并且数字滤波器多采用大规模集成电路，如用CPLD或FPGA来实现，也可以用专用的DSP处理器来实现，这些大规模集成电路的故障率远比众多分立元件构成的模拟系统的故障率低。 易于大规模集成:因为数字部件具有高度的标准性，便于大规模集成，大规模生产，且数字滤波电路主要工作在截止或饱和状态，对电路参数要求不严格。因此产品的成品率高，价格也日趋降低。相对于模拟滤波器，数字滤波器在体积、重量和性能方面的优势己越来越明显。比方在用一些用模拟网络做的低频滤波器中，网络的电感和电容的数值会大到惊人的程度，甚至不能很好地实现，这时候假设采用数字滤波器那么方便的多。 3.1.3 FIR滤波器根本原理 ① FIR数字滤波器的特点及结构 在数字滤波器中，FIR滤波器的最主要的特点是没有反应回路，故不存在不稳定的问题，同时，可以在幅度特性是随意设置的同时，保证精确的线性相位。稳定和线性相位特性是FIR滤波器的突出优点。另外，它还有以下特点：设计方式是线性的;硬件容易实现;滤波器过渡过程具有有限区间;相对IIR滤波器而言，阶次较高，其延迟也要比同样性能的IIR滤波器大得多。[3] (3.1) 通过反z变换,数字滤波器的差分方程为: (3.2) 由此得到系统的差分方程: (3.3) 由上式可以得出如下列图3.