窗函數(shù)法設(shè)計(jì)fir數(shù)字低通濾波器課程設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2024-12-29 16:00 本頁(yè)面
【正文】 目 錄一、課程設(shè)計(jì)的目的和意義 5二、課程設(shè)計(jì)題目描述和要求 5三、設(shè)計(jì)原理 5 5 6四、FIR 濾波器的窗函數(shù)設(shè)計(jì)基本方法 91. FIR濾波器簡(jiǎn)介 92．函數(shù)設(shè)計(jì)法 10 10 10 利用海明窗設(shè)計(jì)Ⅱ型數(shù)字低通濾波器 13五、設(shè)計(jì)步驟 14六、心得體會(huì) 17七、參考文獻(xiàn) 18 一、課程設(shè)計(jì)的目的和意義 通過課程設(shè)計(jì)把自己在大學(xué)中所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中。 深入了解利用Matlab設(shè)計(jì)FIR數(shù)字濾波器的基本方法。在課程設(shè)計(jì)的過程中掌握程序編譯及軟件設(shè)計(jì)的基本方法。提高自己對(duì)于新知識(shí)的學(xué)習(xí)能力及進(jìn)行實(shí)際操作的能力。鍛煉自己通過網(wǎng)絡(luò)及各種資料解決實(shí)際問題的能力。二、課程設(shè)計(jì)題目描述和要求關(guān)于窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR數(shù)字低通濾波器題目:對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，要求通帶0≤f≤2kHZ內(nèi)衰減小于1dB，阻帶3kHZ≤f≤∞上衰減大于30dB。希望對(duì)模擬信號(hào)采樣后用線性相位FIR數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)上述濾波，采樣頻率Fs=10kHZ。要求: 用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)滿足要求的FIR數(shù)字低通濾波器，為了降低運(yùn)算量，濾波器階數(shù)盡量低。三、設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)低通FIR數(shù)字濾波器，尋求一系統(tǒng)函數(shù)，使其頻率響應(yīng)逼近濾波器要求的理想頻率響應(yīng)，其對(duì)應(yīng)的單位脈沖響應(yīng) （1）其中 如果所希望的濾波器的理想的頻率響應(yīng)函數(shù)為，則其對(duì)應(yīng)的單位脈沖響應(yīng)為 （2）窗函數(shù)設(shè)計(jì)法的基本原理是用有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)序列逼近。由于往往是無(wú)限長(zhǎng)序列，而且是非因果的，所以用窗函數(shù)將截?cái)啵⑦M(jìn)行加權(quán)處理，得到： （3）就作為實(shí)際設(shè)計(jì)的FIR數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)序列，其頻率響應(yīng)函數(shù)為 （4）式中，N為所選窗函數(shù)的長(zhǎng)度。（1）矩形窗(Rectangle Window) （5） 其頻率響應(yīng)和幅度響應(yīng)分別為：， （6）（2）三角形窗(Bartlett Window) （7）其頻率響應(yīng)為： （3）漢寧(Hanning)窗，又稱升余弦窗 （8）其頻率響應(yīng)和幅度響應(yīng)分別為：（4）漢明(Hamming)窗，又稱改進(jìn)的升余弦窗 （9）其幅度響應(yīng)為： （5）布萊克曼(Blankman)窗，又稱二階升余弦窗 （10）其幅度響應(yīng) ： （6）凱塞(Kaiser)窗 （11） 其中：β是一個(gè)可選參數(shù)，用來(lái)選擇主瓣寬度和旁瓣衰減之間的交換關(guān)系，一般說(shuō)來(lái)，β越大，過渡帶越寬，阻帶越小衰減也越大。I0()是第一類修正零階貝塞爾函數(shù)。 若阻帶最小衰減表示為，β的確定可采用下述經(jīng)驗(yàn)公式： 若濾波器通帶和阻帶波紋相等即δp=δs時(shí)，濾波器節(jié)數(shù)可通過下式確定：
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