学号pb11203155姓名解鑫第0次试验用窗函数设计FIR滤波器.PDFVIP

学号：p 姓名：解鑫 第 0 次实验 用窗函数设计FIR 滤波器 实验名称：用窗函数设计FIR 滤波器 实验目的： 1、熟悉掌握FIR 滤波器设计的基本方法； 2、掌握用窗函数设计FIR 数字滤波器的原理及方法，熟悉相应计算机高级语言编程； 3、熟悉线性相位FIR 滤波器的幅度特性和相位特性； 4、了解各种不同窗函数对滤波器性能的影响。 实验原理： 1、FIR 滤波器设计： 主要的三种设计方法： 1）、窗函数法； 2）、频率取样法； 3）、切比雪夫等波纹逼近的最优化设计方法。 本实验主要用窗函数法。 2、窗函数设计方法： 1）、基本思想： 用有限长的实际单位脉冲响应h(n)，去逼近理想的单位脉冲响应hd(n)，其中： ( ) ( ) ( ) ( ) 为某一窗函数 常见的窗函数有： a)、矩形窗； b）、Hanning 窗； c）、Hamming 窗； d）、Blackman 窗； e）、Kaiser 窗等。 2）、h(n)的要求： 一般要求FIR 滤波器是线性相位实系数的，故h(n)一般需根据N 的奇偶性满足不同的 奇偶对称性，分以下4 种： 学号：p 姓名：解鑫 第 0 次实验 a、h(n)偶对称，N 奇数： 幅度关于w=0，π，2 π点偶对称； b、h(n)偶对称，N 偶数： 幅度关于w= π点奇对称，w= π为零点，不适于作为高通滤波器； c、h(n)奇对称，N 奇数： 幅度关于w=0，π，2 π点奇对称，w=0，π，2 π为零点，不适于作为低通、高通 滤波器。 d、h(n)奇对称，N 偶数： 幅度关于w=0,2 π奇对称，w=0,2 π为零点，不适于作为低通滤波器。 3）、设计步骤： a、确定数字滤波器性能要求，确定临界频率{ wk }，长度N； b、确定h(n)的奇偶对称性， ( ) 的幅频特性和相位特性； c、求得hd(n)； d、选择w(n),得h(n)； e、傅里叶变换得 ( ) ，并分析是否合要求，不合要求，适当改变窗函数或长度N， 上述操作。 3、涉及的MATLAB 函数： 1）、strcmp(a,b):比较a，b 字符串的是否相等； 学号：p 姓名：解鑫 第 0 次实验 2）、b=fir2 （N,f,m,s）:窗函数法设计任意幅频响应的FIR 数字滤波器，f、m 分别为对 应的频率、幅度向量，N 为滤波器阶次，s 为窗函数类型,b 为h(n)系数向量； 3）、[h,w]=freqz(Bz,Az,N,Fs)：求频率响应 ( ) ，Bz，Az 分别为H(z)的分子、分母 系数，N 为频率轴分点，Fs 为抽样频率。 4）、angle(H）:求相角； 5）、unwrap(H):解卷绕； 6）、boxcar(N)：矩形窗，N 为长度； 7）、hanning(N)：汉宁窗，N 为长度； 8）、hamming(N)：汉明窗，N 为长度； 9）、blackman(N)：布莱克曼窗，N 为长度； 10）、kaiser(N,beta)：凯赛窗，N 为长度； 11）、plot (t,y, ‘s’)：绘图函数，绘制 y(x)的图像，s 用于控制图形的属性，如颜色、 线型、点型等； 12）、xlabel( ‘x’)：标注横轴； 13）、ylabel( ‘y’)：标注纵轴； 14）、title()：加注图的标题