數(shù)字信號(hào)處理課設(shè)fir低通濾波器加窗效應(yīng)分析(已修改)
2025-06-30 04:06 本頁(yè)面
【正文】 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)燕山大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 題目：FIR低通濾波器加窗效應(yīng)分析 學(xué)院（系）：電氣工程學(xué)院 年級(jí)專(zhuān)業(yè)：09級(jí)精儀2班 學(xué) 號(hào)：090103020 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 劉永紅 教師職稱(chēng)： 講 師 電氣工程學(xué)院《課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū)課程名稱(chēng)： 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì) 基層教學(xué)單位：儀器科學(xué)與工程系 指導(dǎo)教師： 學(xué)號(hào)090103020194學(xué)生姓名冉浩（專(zhuān)業(yè)）班級(jí) 09級(jí)精儀2班設(shè)計(jì)題目 FIR低通濾波器加窗效應(yīng)分析設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)一FIR低通濾波器，所希望的頻率響應(yīng)為在之間為1，在之間為0，對(duì)h（n）加窗截?cái)啵翱陂L(zhǎng)度分別取M=10，20，40。設(shè)計(jì)要求觀(guān)測(cè)不同窗口及不同窗口長(zhǎng)度下信號(hào)幅頻響應(yīng)的特點(diǎn)(boxcar等,fir1)參考資料數(shù)字信號(hào)處理方面資料MATLAB方面資料周次前半周后半周應(yīng)完成內(nèi)容收集消化資料、學(xué)習(xí)MATLAB軟件，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)計(jì)算編寫(xiě)仿真程序、調(diào)試指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字說(shuō)明：此表一式四份，系、指導(dǎo)教師、學(xué)生各一份，報(bào)送院教務(wù)科一份。 學(xué)生那份任務(wù)書(shū)要求裝訂到課程設(shè)計(jì)報(bào)告前面。 電氣工程學(xué)院 教務(wù)科一、引言 目前，數(shù)字基帶傳輸已廣泛地應(yīng)用于利用對(duì)稱(chēng)電纜構(gòu)成的近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)之中。隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，基帶傳輸方式不僅可以用于低速數(shù)據(jù)傳輸，而且也可以用于高速數(shù)據(jù)傳輸。然而數(shù)字基帶傳輸也同樣不可避免地要產(chǎn)生由碼間串?dāng)_造成的誤碼現(xiàn)象。為了消除碼間串?dāng)_，在時(shí)域上，基帶傳輸系統(tǒng)的沖激響應(yīng)波形h(t)要在本碼元的抽樣時(shí)刻上有最大值，并在其它碼元的抽樣時(shí)刻上均為0，也就是基帶傳輸系統(tǒng)在頻域上要滿(mǎn)足奈奎斯特第一準(zhǔn)則。滿(mǎn)足奈奎斯特第一準(zhǔn)則的H(w)有很多種，首先是理想低通型，理想低通傳輸特性雖然可滿(mǎn)足基帶系統(tǒng)的極限傳輸速率和極限頻帶利用率，但這種特性在物理上很難實(shí)現(xiàn)，并且理論特性沖激響應(yīng)的尾巴衰減振蕩幅度較大，抽樣時(shí)刻稍有偏差就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重地碼間串?dāng)_。為了解決理想低通特性存在的問(wèn)題，可采用升余弦滾降特性的系統(tǒng)，以使理想低通濾波器的邊緣緩慢下降，并使振幅特性在滾降段中心頻率處呈奇對(duì)稱(chēng)，從而保證滿(mǎn)足奈奎斯特第一準(zhǔn)則。這種系統(tǒng)可減小碼間串?dāng)_和位定時(shí)誤差。 由于FIR數(shù)字濾波器可實(shí)現(xiàn)對(duì)升余弦滾降特性的近似，故本文經(jīng)過(guò)FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)各種窗函數(shù)進(jìn)行選擇，并通過(guò)窗函數(shù)法實(shí)現(xiàn)對(duì)升余弦特性低通濾波器的設(shè)計(jì)，同時(shí)用MATIAB來(lái)仿真實(shí)現(xiàn)。二、摘要 數(shù)字濾波技術(shù)是數(shù)字信號(hào)處理的一個(gè)重要組成部分，濾波器的設(shè)計(jì)是信號(hào)處理的核心問(wèn)題之一。根據(jù)FIR濾波器的原理，提出了FIR濾波器的窗函數(shù)設(shè)計(jì)法，并對(duì)常用的幾種窗函數(shù)進(jìn)行了比較。給出了在MATLAB環(huán)境下，用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR濾波器的過(guò)程和設(shè)計(jì)實(shí)例。仿真結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的FIR濾波器的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了指定要求，設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)便易行。該方法為快速、高效地設(shè)計(jì)FIR濾波器提供了一個(gè)可靠而有效的途徑。分析了FIR數(shù)字濾波器的基本原理，在MATLAB環(huán)境下利用窗函數(shù)設(shè)計(jì)FIR濾波器，實(shí)現(xiàn)了FIR低通濾波器的設(shè)計(jì)仿真。將設(shè)計(jì)的符合要求的濾波器在TI公司DSP 上實(shí)現(xiàn)。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明FIR濾波器準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好，可以有效的濾除干擾信號(hào)，設(shè)計(jì)結(jié)果滿(mǎn)足性能指標(biāo)要求。數(shù)字濾波器的應(yīng)用十分廣泛，運(yùn)行MATLAB語(yǔ)言，能很容易地設(shè)計(jì)出具有嚴(yán)格要求（如線(xiàn)性相位等）的濾波器。用定點(diǎn)DSP實(shí)現(xiàn)濾波器械要考慮DSP的定標(biāo)、誤差、循環(huán)尋址等幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。文中實(shí)例是為了表明，可方便地用DSP實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的實(shí)時(shí)濾波處理，所采用的采樣頻率并不高。如果DSP采用更高的時(shí)鐘，它的處理速度將更快，將能夠滿(mǎn)足更高采樣率的數(shù)字信號(hào)的實(shí)時(shí)濾波處理。關(guān)鍵字：DSP FIR 濾波器 MATLAB 仿真三、FIR 數(shù)字濾波器的基本原理設(shè)h ( n) ( n = 0， 1， 2 ?N 1)為濾波器的沖激響應(yīng)，輸入信號(hào)為x ( n) ，則F IR 濾波器就是要實(shí)現(xiàn)下列差分方程: 式(1)就是FIR 濾波器的
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