【文章內容簡介】 曲線都保持同樣的形狀的濾波器。只不過濾波器階數越高，在阻頻帶振幅衰減速度越快。其他濾波器高階的振幅對角頻率圖和低級數的振幅對角頻率有不同的形狀。 (2)傳遞函數：巴特沃斯低通濾波器可用如下振幅的平方對頻率的公式表示：其中,= 濾波器的階數= 截止頻率 = 振幅下降為 3分貝時的 頻率= 通頻帶邊緣頻率在通頻帶邊緣的數值 用窗函數法設計FIR濾波器 根據過渡帶寬及阻帶衰減要求，選擇窗函數的類型并估計窗口長度N（或階數M=N1），窗函數類型可根據最小阻帶衰減As獨立選擇，因為窗口長度N對最小阻帶衰減As沒有影響，在確定窗函數類型以后，可根據過渡帶寬小于給定指標確定所擬用的窗函數的窗口長度N，設待求濾波器的過渡帶寬為Δw，它與窗口長度N近似成反比，窗函數類型確定后，其計算公式也確定了，不過這些公式是近似的，得出的窗口長度還要在計算中逐步修正，原則是在保證阻帶衰減滿足要求的情況下，盡量選擇較小的N，在N和窗函數類型確定后，即可調用MATLAB中的窗函數求出窗函數wd（n）。 根據待求濾波器的理想頻率響應求出理想單位脈沖響應hd(n)，如果給出待求濾波器頻率應為Hd，則理想的單位脈沖響應可以用下面的傅里葉反變換式求出： 在一般情況下，hd(n)是不能用封閉公式表示的，需要采用數值方法表示；從w=0到w=2π采樣N點，采用離散傅里葉反變換（IDFT）即可求出。 用窗函數wd(n)將hd(n)截斷，并進行加權處理，得到 如果要求線性相位特性， 則h(n)還必須滿足： 根據上式中的正、 負號和長度N的奇偶性又將線性相位FIR濾波器分成四類。 要根據所設計的濾波特性正確選擇其中一類。 例如， 要設計線性相位低通特性可選擇h(n)=h(N1n)一類，而不能選h(n)=h(N1n)一類。 驗算技術指標是否滿足要求，為了計算數字濾波器在頻域中的特性，可調用freqz子程序，如果不滿足要求，可根據具體情況，調整窗函數類型或長度，直到滿足要求為止。五 設計方案及步驟 設計方案 （開始—程序—附件—娛樂—錄音機，文件—屬性—立即轉換—8000Hz，8位，單聲道）錄制一段自己的話音，或者采用Windows自帶的聲音文件（默認為22050Hz），時間控制在幾秒左右。然后在MATLAB軟件平臺下，利用函數wavread對語音信號進行采樣，記住采樣頻率和采樣點數。通過wavread函數的使用，要求理解采樣頻率、采樣位數等概念。 wavread函數調用格式： y=wavread(file)，讀取file所規(guī)定的wav文件，返回采樣值放在向量y中。 [y,fs,nbits]=wavread(file)，采樣值放在向量y中，fs表示采樣頻率（Hz），nbits表示采樣位數。 y=wavread(file,N)，讀取前N點的采樣值放在向量y中。 y=wavread(file,[N1,N2])，讀取從N1點到N2點的采樣值放在向量y中。 2．語音信號的頻譜分析 要求首先畫出語音信號的時域波形；然后對語音信號進行頻譜分析，在MATLAB中，可以利用函數fft對信號進行快速付立葉變換，得到信號的頻譜特性；從而加深對頻譜特性的理解。 3．設計數字濾波器和畫出頻率響應 根據語音信號的特點給出有關濾波器的性能指標，例如：1）低通濾波器性能指標，fp=1000Hz，fc=1200 Hz， As=100dB，Ap=1dB；2）高通濾波器性能指標，fc=2800 Hz，fp=3000 Hz，As=100dB，Ap=1dB；3）帶通濾波器性能指標，fp1=1200 Hz，fp2=3000 Hz，fc1=1000 Hz，fc2=3200 Hz，As=100dB，Ap=1dB。 在Matlab中,函數sound可以對聲音進行回放。其調用格式：sound(x,fs,bits)?？梢愿杏X濾波前后的聲音有變化。 。（圖為巴特沃斯濾波器，blackman窗濾波器與巴特沃斯類似） 方案設計流程圖（1）語音信號的采集Matlab程序如下:[x,FS,bits]=wavread(39。C:\WINDOWS\Media\39。)。x=x(:,1)。figure(1)。subplot(2,1,1)。plot(x)。sound(x,FS,bits)。 title(39。語音信號時域波形圖39。)y=fft(x,3260)。f=(FS/1630)*[1:1630]。 subplot(2,1,2)。plot(f(1:1630),abs(y(1:1630)))。title(39。語音信號頻譜圖39。)。： 語音信號（2）對語音信號加噪Matlab程序如下：t=0:length(x)1。zs=*cos(2*pi*10000*t/22050)。zs0=*cos(2*pi*10000*t/22050000)。figure(2)。subplot(2,1,1)plot(zs0)title(39。噪聲信號波形39。)。zs1=fft(zs,1200)。sound(zs,FS,bits)。 subplot(2,1,2)plot(f(1:600),abs(zs1(1:600)))。title(39。噪聲信號頻譜39。)。x1=x+zs39。sound(x1,FS,bits)。 y1=fft(x1,1200)。figure(3)。subplot(2,1,1)。plot(x1)。title(39。加入噪聲后的信號波形39。)。subplot(2,1,2)。plot(f(1:600),abs(y1(1:600)))。title(39。加入噪聲后的信號頻譜39。)。：（a）（b） 對語音信號加噪六 用巴特沃斯設計IIR濾波器Matlab程序見附錄A‘巴特沃斯低通濾波器程序’，運行程序波形圖分析如下：. 巴特沃斯帶通濾波器Matlab程序見附錄B‘巴特沃斯帶通濾波器程序’，運行程序波形圖分析如下： 巴特沃斯高通濾波器Matlab程序見附錄C‘巴特沃斯高通濾波器程序’，運行程序波形圖分析如下：七 blackman窗設計FIR濾波器 blackman高通濾波器調試程序見附錄D‘blackman窗高通濾波器程序’,運行程序波形圖分析： blackman低通濾波器調試程序見附錄‘blackman窗低通濾波器程序’，運行程序波形圖分析如下： blackman帶通濾波器調試程序見附錄‘blackman窗帶通濾波器程序’，運行程序波形圖分析如下：五 心得體會 這次的課程設計是我們對數字信號處理這門課程知識綜合應用的實踐訓練，也是是我們進入社會，從事自身工作前一個必不少的過程．學習就像建房子，必須打好基礎，一塊磚一片瓦的累積起來，通過這次課程設計，我深深體會到這句話的含義．只有在每次的課程設計的實踐當中去發(fā)現(xiàn)自己的問題，提高自己的能力才能有更大的收獲。 在這次的課程設計中，我遇到了很多問題，發(fā)現(xiàn)自己以前的專業(yè)知識學習的不是很牢固，由于數字信號處理學的不是很好，很多相關知識的運用不是很熟悉，最主要的事MATLAB 的很多相關指令的運用不熟練，導致課程設計做起來有點困難，但是通過查閱資料以及詢問老師最終還是解決了很多的難題，通過這次數字信號處理的課程設計，不但鞏固了以前學的知識，還學習了新內容，收獲頗豐。原來濾去語音中的噪聲并不是像我想象中的那么遙遠那么困難，而且更加鞏固了MATLAB軟件的使用，在從這次的課程設計中體會到，我覺得無論什么事都要自己認認真真去做了，才能使自己成長，沒有學習沒有實踐就不可能有提升能力的機會，希望這次的經歷能讓我們在以后的學習生活中不斷成長，在以后的學習中更能與實際相結合，為以后的工作打下良好的基礎。 從書本到實驗，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思