2022年2022年实验四用频率取样法设计FIR数字滤波器

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载实验报告课程名称通信系统建模与仿真试验项目名称试验四用频率取样法设计fir数字滤波器 试验类型综合设计试验学时2班级通信二班学号202108207姓名蒋力指导老师何忠秋试验室名称21b 261试验时间精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载试验成果预习部分试验过程表现试验报告部分总成果精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载老师签字日期2021.哈尔滨工程高校教务处制精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载试验四 用频率取样法设计fir数字滤波器一.试验目的1.把握频率取样法设计线性相位fir 数字滤波器的方法,并用matlab 工具编程实现

2、；2.熟识频率取样理论,熟识内插函数及其应用；3.观看过渡带取样点或优化数值对滤波器幅频特性的影响；二. 试验原理频率采样法就为依据频域采样理论,由滤波特性指标构造期望靠近的滤波器频响函数 hdej ,对其在 0、2 上采样得到；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载dd2hkhe jn kk0、1、l、 n1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载然后,就可求出单位脉冲响应hn,或为系统函数 hz；这样,hn或为 hz就为滤波器的设计结果；hnidfthkn0、1、l 、 n11z n n 1hk精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载nhznk 0 1w k z 1k0

3、、1、l 、 n1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载hejfrequency samplinghkhe jk0、1、l 、 n1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载dd2 knhkake jk三.试验内容1.用频率取样法设计一个线性相位低通数字滤波器,n=15,0、之间的幅度取样值如下, 求出其单位脉冲响应hk 及幅频和相频特性曲线； 尝试增加过渡点, 观看并分析过渡点对滤波器性能的影响；1、k0、1、 2h k0.5、k30、o thers精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载ad 1、0、/ 3/ 3, n1 /

4、2、 0精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载d2. 设计一个以下幅度响应的fir数字滤波器,期望的幅度响应为：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a f 11 f /fn,fc为 3db频率点, n 为滤波器阶数；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载c3. 摸索题四.方案设计和实现步骤方案设计1. 频率取样设计法的流程：幅频特性依据 n 的奇偶可得到a ka nk1, n 为奇数；或精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a ka nk1, n 为偶数数；精品学习资料

5、精选学习资料 - - - 欢迎下载hkidfth nhz精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2. 离散频率特性的幅度和相位约束条件：jkhkhke、0kn1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1、 0hknckint2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载0、 intnc1kn1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载22精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载n1hkhnk、2kn1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数字滤波器实现步骤：（ 1）确定所设计df的性能要求和阶数n=2/ ； （ 2）

6、依据要求,合理挑选单位脉冲响应的奇.偶对称性,从而确定抱负频率响应的幅度和相位；（ 3）对抱负频率响应在02区间等间隔取样,得到hk；（ 4）依据内插公式,求出hz的幅频特性曲线；（ 5）检查幅频特性为否满意性能要求,如不满意,可调整过渡带取样点值,重复第（ 2）步,直到满意条件为止；（ 6）对 hk作 idft求得 hk；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载五.仿真结果精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载k'Æasæ ecneesjkfnse*deoneesi精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载î6”00”01 090

7、27; tiios”08 0î ¥0 00 090精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载brü ozdg g060Ø0£0ï1îc:1cí1l u精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载'jizej'mg=cc' - %sage0精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载六.分析和结论由试验结果可知：信号的幅度谱大约在0.6出开头显现衰减,而相频响应都为在大于或等于0.6后开头显现波动并逐步趋于平缓；（ 1） 用频率取样法设计firdf的特点答：为了提高靠近质量,使靠近误差

8、更小, 也就为减小在通带边缘由于抽样点的徒然变化而引起的起伏变化；和窗口法的平滑截断一样,这里为使抱负频率响应的不连续点的边缘加上一些过渡 的抽样点, 从而增加过渡带, 减小频带边缘的突变,也就为减小了起伏振荡,增大了阻带最小衰减；这些抽样点上的取值不同, 成效也就不同； 假如细心设计过渡带的抽样值,就有可能使它的有用频带的波纹减小,从而设计出较好的滤波器；一般过渡带取一.二.三点抽样值即可得到中意结果；在抱负低通滤波器的设计中,如不增加过渡点, 阻带和通带之间的衰减约为 -21db,假如在通带和阻带之间增加一个采样点,阻带的最小衰减可以提高到-65db,假如增加两个采样点,阻带 的最小衰减可

9、以提高到-75db ,假如增加3 个采样点,阻带的最小衰减可以提高到-85db 至-95db ；频率抽样法的优点为可以在频域直接设计,并且适合于最优化设 计；缺点为抽样频率只能等于2pi/m的整数倍或等于2pi/m的整数倍上加上pi/m ,因而不能确保截止频率wc的自由取值；要想 实现自由挑选频率, 就必需增加抽样点数m,但这种运算量加大；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载频率采样法为从频域动身, 将给定的抱负频率响应加以等间隔的采样, 然后以 hdk 作为实际的fir 数字滤波器的频率特性的采样值 h（ k）；采样点之间的频率响应为由各采样点的加权内 插函数的延长叠加形成的,因而

10、有肯定的靠近误差,误差取决于抱负频率响应曲线外形；内插值和抱负值之间的误差越大,在抱负频率特性不连续点邻近,就会产生肩峰和波纹；（ 2）实现线性相位的hk 应满意什么条件？七.程序附录%program 1n = 33;h = ones1、9、0.4、zeros1、13、0.4、ones1、9; k = 0:n-1;a = exp-j*pi*k*n-1/n; hk = h.*a;hn = iffthk、n; freqzhn、1、256; figure2; stemrealhn、'.'line0、35、0、0;xlabel'n'ylabel'realhn&#

11、39;%program2 n = 33;% n=input'n='m = n-1;l = m/2; f = 0:1/l:1;a = ones1、9、zeros1、l-8;b = fir2m、f、a;h、w=freqzb;精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载subplot2、1、1、plotw/pi、10*log10absh;grid on; subplot2、1、2、plotw/pi、unwrapangleh;grid on; figure;stemrealb、'.'xlabel'n'ylabel'realhn'% file_c3:dftfird2.m%本程序采纳频率采样法设计fir滤波器order=20;%滤波器的阶数 fc=5;%3 db频率点 fmax=100;%仿真的最大频率 nf=256;%正频率抽样点的个数 f=0:nf-1*fmax/nf-1;n=2*nf;%傅里叶变换的长度h=zeros1、n;ha=1./sqrt1+f/fc.order;%半边带频率响应 h=ha 0 fliplrha2:nf;%双边带