畢業(yè)設計論文數(shù)字高通fir濾波器-全文預覽
【正文】 理想濾波器的脈沖響應是非因果且無限長的,用適當?shù)拇昂瘮?shù)來截取它的脈沖響應,從而得到線性相位和因果的FIR濾波器. 通過合理地選擇窗函數(shù)的長度,可以得到符合給定指標的近似的理想濾波器. 因此,窗函數(shù)設計的核心是選擇一個合適的窗函數(shù)和理想濾波器.FIR濾波器可通過窗函數(shù)法、頻率抽樣法和最優(yōu)化設計法來設計,本文先解釋FIR數(shù)字高通濾波的物理過程,然后利用MATLB的FDATool采用窗函數(shù)法設計一高通濾波器。 f1=f1/pi*fs/2。 阻帶衰減為50dB，抽樣頻率為fs=15000，頻譜分析采用freqz函數(shù)，實際振幅響應采用[Hr,ww,a,L] = hr_type1(h)，[db,mag,pha,w] = freqz_m2(h,l)。當N=21時,在f=mfs/21即f=524Hz、1047Hz等處為1, 在f=(4m1)fs/42處幅度最大,而在f=(4m+1)fs/42處幅度最小,如圖用不同寬度的h(n)對x(n),(a)為x(n)的頻譜|X(jf)| ,從圖2中可以看出x(n)中含有100Hz和1kHz兩種頻率的信號,(b)～(d)為不同長度的h(n)對同一x(n)的濾波情況,這跟在時域中分析的結(jié)論是一致的。h(n)在不同N值時的頻譜如圖2所示(橫軸單位為kHz),當N=11時,在f=m(kHz)即f=1kHz、2kHz、3kHz等處為1,而在f=()(kHz)即f=、。x(n)跟h(n)卷積結(jié)果如圖1所示,從圖1可看出,響應y(n)中幾乎只剩下右移了(N1)/2=5個樣值點的1kHz的信號x2(n) 。對于長度為N 的FIR系統(tǒng), h(n)可以看成一個長度為N 點的固定窗口,而x(n)則看成一個隊列以齊步走的方式穿過h(n)窗口,每走一步,位于窗口中的x(n)部分的點跟h(n)的對應點的值相乘(即加權(quán))再求和,所得結(jié)果構(gòu)成此時系統(tǒng)的響應值y(n), x(n)隊列每走一步就得到一個響應值y(n),即y(n)是h(n)對位于其窗口中的x(n)的加權(quán)求和。IIR濾波器保留了模擬濾波器較好的幅度特性，設計簡單有效。參見音頻橋(en:audio crossover)。它有時被稱為低頻剪切濾波器；在音頻應用中也使用低音消除濾波器或者噪聲濾波器。數(shù)字濾波器廣泛用于數(shù)字信號處理中，如電視、VCD、音響等。附加的工具箱（單獨提供的專用 MATLAB 函數(shù)集）擴展了 MATLAB 環(huán)境，以解決這些應用領域內(nèi)特定類型的問題。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點,使MATLAB成為一個強大的數(shù)學軟件。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連 接其他編程語言的程序等
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