FIR滤波器设计报告.doc

FIR高通滤波器设计 南京师范大学 物理科学与技术学院 专业：电子信息工程 姓名：陈实指导教师：马青玉 日期：2011年6月 摘要：数字信号处理器（DSP）拥有强大的数字信号处理能力，FIR数字滤波器广泛地应用于数字信号处理领域，本设计基于FIR滤波器的原理，应用MATLAB软件设计FIR数字滤波器，应用DSP集成开发环境——CCS调试程序，用TMS320F2812来实现了FIR数字滤波。具体工作包括：系统学习了TMS320F2812数字信号处理器的硬件结构、性能和DSP的集成开发环境CCS；复习FIR数字滤波器的基本知识，用窗函数法设计滤波器，基于MATLAB来计算数字滤波器的系数，对FIR滤波器进设计和仿真；应用DSP“集成开发环境”调试C语言程序，用TMS320F2812来实现了FIR数字滤波。 关键词：FIR滤波 窗函数法 CCS TMS320F2812 窗函数 matlab 目 录 设计要求 FIR滤波器的设计原理 2.1数字滤波器的设计原理 2.2 FIR滤波器的基本结构 2.3 FIR滤波器的主要特点 FIR滤波器的设计方法及MATLAB实现 3.1利用窗函数法设计滤波器的基本思想 3.2 窗函数发设计高通滤波器 3.2.1常用的窗函数 3.2.2窗的选择与高通滤波器指标转换 3.3 滤波器的MATLAB实现 3.3.1用MATLAB函数设计FIR滤波器 3.3.2 高通滤波器参数 1、设计要求 1）产生一个多频信号，设计FIR高通滤波器消除其中一些成分。 2）通过CCS的graph view波形和频谱显示，并和MATLAB计算结果比较。 根据教学课件上要求，设计FIR高通滤波器：阻带边缘频率10kHz，通带边缘频率22kHz，阻带衰减75dB，采样频率50kHz。 FIR滤波器设计原理 2.1 数字滤波器的设计原理 数字滤波器的设计问题就是寻找一组系数ai和bi，使得其性能在某种意义上逼近所要求的特性。如果在s平面上去逼近，就得到模拟滤波器，如果在z平面上去逼近，则得到数字滤波器。 数字滤波是将输入的信号序列，按规定的算法进行处理，从而得到所期望的输出序列。一个线性位移不变系统的输出序列y(n)和输入序列x(n)之间的关系， 应满足常系数线性差分方程： （2.1.1） x(n)为输入序列，y(n)为输出序列，ai、bi 为滤波器系数，N为滤波器的阶数。 2.2 FIR滤波器的基本结构 设h(n)(n =0，1，2?一1)为滤波器的冲激响应，输入信号为x(n)，则FIR滤波器就是要实现下列差分方程： （2.2.1） 对式（2.2.1）进行z变换，可得FIR滤波器的传递函数： （2.2.2） 由此可得到FIR滤波器的结构如图1所示 图1.FIR滤波器直接型结构 FIR滤波器的单位冲击响应h(n)是一个有限长序列。若h(n)为实数，且满足偶对称或奇对称的条件，即h(n)=h(N-1-n)或h(n)=-h(N-1-n)，则FIR滤波器具有线性相位特性。 2.3 FIR滤波器的主要特点 1）单位冲击响应只有有限项； 2）FIR滤波器无反馈回路，是一种无条件稳定系统； 3）FIR滤波器可以设计成具有线性相位特性。 FIR滤波器的设计问题在于寻求一系统函数 ，使其响应 逼近滤波器要求的理想频率响应 。 窗函数设计的基本思想是要选取某一种合适的理想频率选择性滤波器，然后将它的脉冲响应截断以得到一个线性相位和因果的FIR滤波器。因此这种方法的重点在于选择某种合适的窗函数和一种理想滤波器。对于给定的滤波器技术指标，选择滤波器长度和具有最窄主瓣宽度和尽可能小的旁瓣衰减的某个窗函数。 任何数字滤波器的频率响应 都是 的周期函数，它的傅立叶级数展开式为：设理想滤波器的单位脉冲响应为hd(n)，则有 （3.1.1） （3.1.2）