数字信号处理第三次实验FIR.docVIP

FIR数字滤波器的设计 实验目的 掌握用窗函数法、频率采样法及优化设计法设计FIR数字滤波器的原理及方法，熟悉相应的MATLAB编程。 熟悉线性相位FIR滤波器的幅频特性和相频特性。 了解各种不同窗函数对滤波器性能的影响。 实验内容 窗函数归一化的幅度谱 clear; N=45; W1=boxcar(N); W2=hamming(N); W3=blackman(N); [h1,p1]=freqz(W1,1); subplot(3,1,1); plot(p1/pi,20*log(abs(h1)));title(矩形窗); xlabel(归一化频率/\pi);ylabel(幅度/dB); [h2,p2]=freqz(W2,1); subplot(3,1,2); plot(p2/pi,20*log(abs(h2)));title(汉明窗); xlabel(归一化频率/\pi);ylabel(幅度/dB); [h3,p3]=freqz(W3,1); subplot(3,1,3); plot(p3/pi,20*log10(abs(h3)));title(布莱克曼窗); xlabel(归一化频率/\pi);ylabel(幅度/dB); 分析: 特点： 矩形窗:具有最窄的主瓣宽度，最大的旁瓣峰值； 汉明窗：主瓣稍宽，但有较小的旁瓣； 布莱克曼窗：主瓣宽度最宽，旁瓣最小。 带通滤波器 clear; N=15; M=N-1; wc=[0.3 0.5]; a1=fir1(M,wc,bandpass,hanning(N)); [h1,p1]=freqz(a1,1); subplot(2,2,1); plot(p1/pi,20*log(abs(h1)));title(N=15;);grid; axis([0,1,-300,10]); xlabel(归一化频率/\pi);ylabel(幅度/dB); subplot(2,2,2);plot(p1/pi,angle(h1)); xlabel(归一化频率/\pi);ylabel(相位/dB);title(N=15;); N=45; M=N-1; wc=[0.3 0.5]; a1=fir1(M,wc,bandpass,hanning(N)); [h1,p1]=freqz(a1,1); subplot(2,2,3); plot(p1/pi,20*log(abs(h1)));title(N=45;);grid; axis([0,1,-300,10]); xlabel(归一化频率/\pi);ylabel(幅度/dB); subplot(2,2,4);plot(p1/pi,angle(h1)); xlabel(归一化频率/\pi);ylabel(相位/dB);title(N=45;); 分析： N =15时，3dB带宽约为0.16pi 20dB带宽约为0.3pi N=45时，3dB带宽约为0.12pi 20dB带宽约为0.24pi N越大，3dB带宽、20dB带宽越窄，阻带衰减越大，越逼近设计要求。 3. N=45; M=N-1; wc=[0.3 0.5]; a1=fir1(M,wc,bandpass,hanning(N)); [h1,p1]=freqz(a1,1); subplot(3,1,1); plot(p1/pi,20*log10(abs(h1)));title(汉宁窗);grid; axis([0,1,-150,10]); xlabel(归一化频率/\pi);ylabel(幅度/dB); N=45; M=N-1; wc=[0.3 0.5]; a1=fir1(M,wc,bandpass,boxcar(N)); [h1,p1]=freqz(a1,1); subplot(3,1,2); plot(p1/pi,20*log10(abs(h1)));title(矩形窗);grid; axis([0,1,-100,10]); xlabel(归一化频率/\pi);ylabel(幅度/dB); N=45; M=N-1; wc=[0.3 0.5]; a1=fir1(M,wc,bandpass,blackman(N)); [h1,p1]=freqz(a1,1); subplot(3,1,3); plot(p1/pi,20*log10(abs(h1)));title(布莱克曼窗);grid; axis([0,1,-150,10]); xlabel(归一化频率/\pi);ylabel(幅度/dB); 分析： 矩形窗设计的滤波器过渡带最窄，但阻带最小衰减也最差，约为21dB； 汉宁窗设计的滤波器过渡带稍宽，但有较好的阻带衰减，约为4