数字信号处理课程设计--有限冲击响应数字滤波器设计.doc

数字信号处理教程课程设计报告书设计题目：有限冲击响应数字滤波器设计 姓 名： 金燕 学 号： 10058108 班 级： 电信101班 信息与电子工程学院2012年12月24日数字信号处理课程设计 有限冲激响应数字滤波器设计一、实验目的：加深对数字滤波器的常用指标和设计过程的理解。二、实验原理：低通滤波器的常用指标：数字滤波器技术指标：通带边缘频率，阻带边缘频率 ，通带最大衰减，最小阻带衰减通带峰值起伏，最小阻带衰减。数字滤波器有IIR和FIR两种类型，它们的特点和设计方法不同。设计步骤： 给定理想的频率响应函数及技术指标 求出理想的单位抽样响应 根据阻带衰减选择窗函数 根据过渡带宽度确定N值 求所设计的FIR滤波器的单位抽样响应 计算频率响应，验算指标是否满足要求 窗系数需要实现用窗函数blackman（N）, hamming(N),hanning(N) kaiser(N)产生。wd=boxcar(N);%数组wd返回N点矩形窗函数wd=triang(N);%数组wd返回N点三角窗函数wd=hanning(N);%数组wd返回N点汉宁窗函数wd=hamming(N);%数组wd返回N点汉明窗函数wd=blackman(N);%数组wd返回N点布莱克曼窗函数wd=kaiser(N,beta);%数组wd返回给定值的 N点凯泽窗函数以书上P343例7-1为例wn=hamming(33);%产生窗函数，N=33nn=0:1:32;alfa=(33-1)/2;hd=sin(0.4*pi*(nn-alfa+eps)./(pi*(nn-alfa+eps);%eps为一个非常小的数，防止出%现零为除数h=hd.*wn; %hd为一个行向量，wn为一个列向量，需要转置h1,w1=freqz(h,1);plot(w1/pi,20*log10(abs(h1);%通过求对数得到以db为单位的幅度特性axis(0,1,-100,10); grid;xlabel(归一化频率/pi);ylabel(幅度/dB); 三、设计内容：（1） 设计FIR低通滤波器，通带边界频率 ，阻带边界频率 ，阻带衰减不小于50dB。选择一个合适的窗函数，确定脉冲响应，并给出所设计的滤波器的频率响应图。（要求设计完后，再选择其他的窗函数，并比较结果，分析原因）题目分析： 由于阻带衰减为50dB，则应该选择海明窗，其阻带最小衰减-53dB满足要求。W=Wst-Wp=0.1*piN=6.6*pi/W=6.6*pi/(0.1*pi)=66Wc=0.5*(Wst+WP)=0.25*pit=(N-1)/2hd(n)= sin(Wc*(n-t)./(pi*(n-t),nt Wc/pi, n=t 程序：wn=hamming(66);nn=0:1:65;alfa=(66-1)/2;hd=sin(0.25*pi*(nn-alfa+eps)./(pi*(nn-alfa+eps);h=hd.*wn; h1,w1=freqz(h,1);plot(w1/pi,20*log10(abs(h1);axis(0,1,-100,10); grid;xlabel(归一化频率/pi);ylabel(幅度/dB);汉宁窗：wn=hamming(69);nn=0:1:68;alfa=(69-1)/2;hd=sin(0.25*pi*(nn-alfa+eps)./(pi*(nn-alfa+eps);h=hd.*wn; h1,w1=freqz(h,1);plot(w1/pi,20*log10(abs(h1);axis(0,1,-100,10); grid;xlabel(归一化频率/pi);ylabel(幅度/dB);（2） 设计FIR高通滤波器，通带边界频率 ，阻带边界频率 ，阻带衰减不小于70dB。选择一个合适的窗函数，确定脉冲响应，并给出所设计的滤波器的频率响应图。N=111算法分析：W=Wst-Wp=0.1*piN=11*pi/W=11*pi/(0.1*pi)=110，偶数加1得N=111Wc=0.5*(Wst+WP)=0.25*pit=(N-1)/2hd(n)= （sin(pi*(n-t)-sin(Wc*(n-t)）./(pi*(n-t),nt 程序：wn=hamming(111);nn=0:1:110;alfa=(111-1)/2;hd=(sin(pi*(nn-alfa+eps)-sin(0.25*pi*(nn-alfa+eps)./(pi*(nn-alfa+eps);h=hd.*wn;h1,w1=freqz(h,1);plot(w1/pi,20*log10(abs(h1);axis(0,1,-100,10); grid;xlabel(归一化频率/pi);ylabel(幅度/dB);（3） 设计FIR带通滤波器，边界频率， ，阻带衰减不小于60dB。选择一个合适的窗函数，确定脉冲响应，并给出所设计的滤波器的频率响应图。N=110算法分析：W=Wst-Wp=0.1*piN=11*pi/W=11*pi/(0.1*pi)=110Wc1=0.5*(Wst1+Wp1)=0.25*piWc2=0.5*(Wst2+Wp2)=0.65*pit=(N-1)/2hd(n)= （sin(Wc2*(n-t)-sin(Wc1*(n-t)）./(pi*(n-t),nt 程序：wn=hamming(110);nn=0:1:109;alfa=(110-1)/2;hd=(sin(0.65*pi*(nn-alfa+eps)-sin(0.25*pi*(nn-alfa+eps)./(pi*(nn-alfa+eps);h=hd.*wn;h1,w1=freqz(h,1);plot(w1/pi,20*log10(abs(h1);axis(0,1,-100,10); grid;xlabel(归一化频率/pi);ylabel(幅度/dB);（4） 设计FIR带阻滤波器，边界频率， ，阻带衰减不小于40dB。选择一个合适的窗函数，确定脉冲响应，并给出所设计的滤波器的频率响应图。算法分析：N=6.2*pi/W=6.2*pi/(0.1*pi)=62，偶数加1，则N=63Wc1=0.5*(Wst1+Wp1)=0.25*piWc2=0.5*(Wst2+Wp2)=0.65*pit=(N-1)/2hd(n)=（sin(pi*(n-t)-sin(Wc2*(n-t)-sin(Wc1*(n-t)）./(pi*(n-t)(nt) 程序：wn=hamming(63);nn=0:1:62;alfa=(63-1)/2;hd=(sin(pi*(nn-alfa+eps)-sin(0.65*pi*(nn-alfa+eps)-sin(0.25*