【正文】 程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 即能量盡可能集中在主瓣，外泄少，使設(shè)計(jì)出來(lái)的濾波器的肩峰和余振小逼近于理想濾波器。 圖形為圖中右圖。理想低通濾波器的頻率響應(yīng) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 截取一段 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 的好壞，完全取決于窗函數(shù)的頻率特性 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 按照復(fù)卷積公式，在時(shí)域中的乘積關(guān)系可表示成在頻域中的周期性卷積關(guān)系，即可得所設(shè)計(jì)的 FIR濾波器的頻率響應(yīng) : 其中 ， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。是一無(wú)限長(zhǎng)的序列，且是非因果的，而要計(jì)的 FIR濾波器的沖激響應(yīng)序列是有限長(zhǎng)的，所以要用有限長(zhǎng)的序列 h(n)來(lái)逼近無(wú)限長(zhǎng)的序列 錯(cuò)誤 !未找到引用源。先由 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 四、 FIR 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的基本方法 窗函數(shù)法 窗函數(shù)法的設(shè)計(jì)思想是按照所要求的理想濾波器頻率響應(yīng) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。根據(jù)這個(gè)描述就可以分析其頻率特性和相位 特性，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果是否滿足指標(biāo)要求，或者利用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的濾波器，再分析濾波結(jié)果來(lái)判斷。通常采用理想的數(shù)字濾波器模型。②不存在延遲失真，只有固定數(shù)量的延遲 。第二種指標(biāo)是相對(duì)指標(biāo)。在很多實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字濾波器常常被用來(lái)實(shí)現(xiàn)選頻操作。相對(duì)于模擬濾波器，數(shù)字濾波器在體重、重量和性能方面的優(yōu)勢(shì)己越來(lái)越來(lái)明顯。同時(shí) DSP(DigitalSignalProcessor)處理器的出現(xiàn)和 FPGA(FieldProgralnlnableGateArray)的迅速發(fā)展也促進(jìn)了數(shù)字濾波器的發(fā)展，并為數(shù)字濾波的硬件實(shí)現(xiàn)提供了更多的選擇相對(duì)于模擬濾波器，數(shù)字濾波器具有以下顯著優(yōu)點(diǎn) :精度高 :因此在一般精度要求高的濾波系統(tǒng)中，就必須采用數(shù)字濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)。 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法主要有窗函數(shù)法和頻率抽樣設(shè)計(jì)法，其中窗函數(shù)法是基本而有效的設(shè)計(jì)方法。 F IR 濾波器的最主要的特點(diǎn)是沒有反饋回路，因此它是無(wú) 條件穩(wěn)定系統(tǒng)。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。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。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。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，從而保證滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則。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。燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 燕山大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 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： 講 師 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 電氣工程學(xué)院《課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書 課程名稱： 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 )( ?jd eH 在?? ?? 之間為 1，在 ??? ?? 之間為 0，對(duì) h（ n） 加窗截?cái)?，窗口長(zhǎng)度分別取 M=10， 20， 40。 電氣工程學(xué)院 教務(wù)科 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 一、 引言 目前，數(shù)字基帶傳輸已廣泛地應(yīng)用于利用對(duì)稱電纜構(gòu)成的近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)之中。滿足奈奎斯特第一準(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)_。 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 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。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。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（如線性相位等）的濾波器。 關(guān)鍵字 ： DSP FIR 濾波器 MATLAB 仿真 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 三、 FIR 數(shù)字濾波器的基本原理 關(guān)于 FIR 濾波器 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 濾波器的差分方程。對(duì)式 (1)進(jìn)行 Z 變換，整理后可得 FIR 濾波器的傳遞函數(shù)為 : 由式 (2)可以看出， FIR 濾波器的一般結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。相對(duì)于模擬濾波器，數(shù)字