使用布萊克曼窗設計的fir濾波器正文-wenkub
2023-07-14 20:38:38 本頁面
【正文】 器。無線長的信號被截斷以后，其頻譜發(fā)生了畸變，原來集中在f(0)處的能量被分散到兩個較寬的頻帶中去了(這種現(xiàn)象稱之為頻譜能量泄漏)。 FIRDF的設計方法主要分為兩類：第一類是基于逼近理想濾波器特性的方法，包括窗函數(shù)法、頻率采樣法和等波紋最佳逼近法；第二類是最優(yōu)設計法。設FIR濾波器的單位沖激響應h (n)為一個N點序列，0 ≤ n ≤ N —1，則濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為：H(z) = n (21)在實際信號處理中，往往要求系統(tǒng)兼具實時性和靈活性，而已有的一些軟件或硬件實現(xiàn)方案(如DSP)則難以同時達到這兩方面的要求。國內(nèi)已有越來越多的科研和技術人員認識到MABLAB的強大作用，并在不同領域內(nèi)使用MATLAB來快速實現(xiàn)科研構(gòu)想和提高工作效率。MATLAB可以幾乎所有的PC機和大型計算機上運行，適用于Window、UNIX等多種系統(tǒng)平臺。MATLAB自20世紀80年代面世以來，以其強大的數(shù)值計算能力、優(yōu)秀的繪圖功能以及與其他軟件良好的交互功能在眾多的數(shù)學計算軟件中獨領風騷，特別是它源代碼的開放性使用戶可以二次開發(fā)，受到了廣大使用者的格外贊賞。（2）設計完后應檢查其頻率響應曲線是否滿足指標。本課程設計能使學生對通信工程領域各種技術的DSP實現(xiàn)的設計有較熟練的掌握。正因為有這些干擾噪聲的存在，接受者接受到的語音已不是原始的純凈語音信號，而是受噪聲干擾污染的帶噪聲語音信號。首先對加噪的語音信號進行慮波去噪處理，再比較濾波前后的頻率響應曲線，若一樣則滿足所設計指標，否則不滿足。XX《音樂信號濾波去噪使用布萊克曼窗設計的FIR濾波器》第１４頁共14 頁音樂信號濾波去噪——使用布萊克曼窗設計的FIR濾波器摘 要 本課程設計主要是用麥克風采集一段語音信號，繪制其波形并觀察其頻譜。也可以調(diào)用函數(shù)sound聽濾波前后其語音信號是否帶有噪聲。而本課程設計就是利用MATLAB集成環(huán)境用布萊克曼窗的方法設計一個FIR濾波器，對語音信號進行濾波去噪處理，并將慮噪前后的頻譜圖進行對比。且通過自身的實踐，對DSP的設計程序、內(nèi)容和方法有更深入的掌握，提高實際運用的能力。（3）處理結(jié)果和分析結(jié)論應該一致，而且應符合理論。MATLAB是一個為科學和工程計算機專門設計的交互式大型軟件，是一個可以完成各種精確計算和數(shù)據(jù)處理的、可視化的、強大的計算工具。本課程設計我們就可以直接誒使用MATLAB提供的模塊，實現(xiàn)模擬通信系統(tǒng)的仿真。2 設計原理 FIR濾波器FIR(Finite Impulse Response)濾波器：有限長單位沖激響應濾波器，是數(shù)字信號處理系統(tǒng)中最基本的元件，它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴格的線性相頻特性，同時其單位抽樣響應是有限長的，因而濾波器是穩(wěn)定的系統(tǒng)。使用具有并行處理特性的FPGA來實現(xiàn)FIR濾波器，既有很強的實時性，又兼顧了靈活性，為數(shù)字信號處理提供了一種很好的解決方案。就是說，它有（N—1）階極點在z = 0處，有（N—1）個零點位于有限z平面的任何位置因此H(z)是永遠穩(wěn)定的。 數(shù)字信號處理的主要數(shù)學工具是博里葉變換．而傅里葉變換是研究整個時間域和頻率域的關系。 為了減少頻譜能量泄漏，可采用不同的截取函數(shù)對信號進行截斷，截斷函數(shù)稱為窗函數(shù)，簡稱為窗。因此hd(n)是無限長非因果序列，不能直接作為FIRDF的單位脈沖響應。這時一般可用離散付里葉變換代替連續(xù)付里葉變換，求得近似值。 （3）、給定理想頻響由hd(ejω)和hd(n)，加窗得h(n)=w(n)hd(n)。 以上步驟中hd(n)、H(ejω)的計算可采用傅氏變換的現(xiàn)成公式和程序，窗函數(shù)w(n)也是現(xiàn)成的。缺點是當Hd(ejω)較為復雜時，hd(n)就不容易由反付里葉變換求得。肩峰值的大小決定了濾波器通帶內(nèi)的平穩(wěn)程度和阻帶內(nèi)的衰減，所以對濾波器的性能有很大的影響。增加一個二次諧波余弦分量，可進一步降低旁瓣，但主瓣寬度進一步增加，為。3設計步驟 設計流程圖 本課程設計是對錄制的語音信號進行加噪處理并分析加噪前后語音信號的時域圖與頻域圖，再用布萊克曼窗設計一個FIR濾波器，而濾波器的設計必須符合其相應的指標，否則將不能濾掉加入的噪聲。錄制好語音信號后，打開MATLAB軟件平臺，利用函數(shù)waveread對語音信號進行采樣，記住采樣頻率的和采樣點數(shù)。下面是調(diào)用該語言信號以及加入噪聲的程序：[x,fs,bits]=wavread(39。 % 按指定的采樣率和每樣本編碼位數(shù)回放N=length(x)。y=x+*sin(fn*2*pi*t)。將所有未加和加入噪聲的時域圖和頻域圖畫在同一個圖中，便于比較和分析。Y=Y(1:N/2)。而設計濾波器的方法有很多，例如：窗函數(shù)法、頻率采樣法、脈沖響應不變法和雙線性變換法。而本次采用的是布萊克曼窗來設計濾波器。若不能按照這些來設計濾波器則不可能慮掉噪聲。從畫出的圖中可以清楚的看見濾波器的幅頻和相頻特性。fpu=2000。fcu=(fpu+fsu)/2。dw=df/fs*2*pi。 % 計算布萊克曼窗設計該濾波器時需要的階數(shù)n=0:M1。.*hd_bs。對信號進行濾波處理要先
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