使用頻率采樣法設(shè)計(jì)的頻率采樣型fir濾波器課程設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-06-23 15:05本頁面
【正文】 5，在使用visio繪制結(jié)構(gòu)圖時(shí)，前面濾波器參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)錯(cuò)誤，所以濾波器的系數(shù)發(fā)生了改變，只能重新修改參數(shù)。2，在調(diào)用音樂文件時(shí)沒有將文件放在MATLAB的工作文件夾下面，到時(shí)文件找不到，還有程序中用到的各種函數(shù)都沒有放入正確的位置。 濾波器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過計(jì)算得出濾波器的系數(shù)如下圖所示：圖36 濾波器系數(shù)根據(jù)以上求出的系數(shù)，利用VISIO軟件來繪制濾波器的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：圖37 濾波器的結(jié)構(gòu)圖4 出現(xiàn)的問題及解決辦法在這次課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于基礎(chǔ)不扎實(shí)，出現(xiàn)了很多問題，即有MATLAB軟件操作不當(dāng)，也有知識掌握程度不夠出現(xiàn)的各種問題。對比之后，發(fā)現(xiàn)濾波器確實(shí)濾除了噪聲。我們觀察到圖35 濾波前后語音信號的波形對比圖，發(fā)現(xiàn)時(shí)域波形中加干擾噪聲后有明顯的變化，不過經(jīng)過濾波后幾乎沒有變化，說明設(shè)計(jì)的濾波器達(dá)到要求。在采集語音信號后，按照步驟用頻率采樣法設(shè)計(jì)頻率采樣型濾波器。 % 計(jì)算頻譜取前一半：圖35 濾波前后時(shí)域，頻域?qū)Ρ葓D 頻譜取前一半由上圖35可以看出，在濾波之后時(shí)域圖能得到恢復(fù)，頻域圖中的單頻噪聲信號也的到濾除，說明了設(shè)計(jì)的濾波器能濾除加入的噪聲信號，因此說達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。 % 用設(shè)計(jì)好的濾波器對y進(jìn)行濾波Z=fft(z)?？梢酝ㄟ^調(diào)大M值來使得阻帶的帶寬變窄，但這樣會(huì)使得濾波器的階數(shù)相應(yīng)的增加，使得其結(jié)構(gòu)圖標(biāo)的復(fù)雜，為了是濾波器能達(dá)到相應(yīng)的性能要求，又使得其結(jié)構(gòu)變得簡單，最終取M值為41。：圖34 濾波器參數(shù)圖由圖34可以看出，濾波器的衰減大于設(shè)定值A(chǔ)s=45,滿足性能指標(biāo)，濾波器的衰減可由增加過度帶寬來得到。[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(h,1)。H=Hrs.*exp(j*angH)。k2=floor((M1)/2)+1:M1。%radwdl=[0,wdl1,wdl2,wdl3,wdl4,1]。wdl3=fsu*2/fs。%帶阻濾波器的參數(shù)設(shè)置wdl1=fpd*2/fs。%各邊界頻率的抽樣值1Hrs=[ones(1,NP12),zeros(1,NP2NP1+1),ones(1,M2*NP25),zeros(1,NP2NP1+1),ones(1,NP13)]。NS2=ceil(M*fsu/8000)。T1=,T2=%過渡帶的抽樣值NP1=fix(M*fpd/8000)。%設(shè)置抽樣點(diǎn)數(shù)l=0:M1。 % 將Hz為單位的模擬頻率換算為rad為單位的數(shù)字頻率M=41。ws=fcu/fs*2*pi。df=min((fsdfpd),(fpufsu))。 % 帶阻濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo)fcd=(fpd+fsd)/2。Rp=。fsu=2550。 濾波器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)帶阻濾波器，將單頻信號濾出去，源程序如下所示：fpd=2400。 % 計(jì)算頻譜的譜線間隔f=0:deltaf:fs/2deltaf。 Y=Y(1:N/2)。 Y=abs(fft(y))。 %加噪sound(y,fs,bits)。 % 計(jì)算時(shí)間范圍，樣本數(shù)除以采樣頻率x=x39。 % 計(jì)算信號x的長度fn=2500。sound(x,fs,bits)。)。 語音信號的頻譜分析在MATLAB中編寫加噪之后時(shí)域，頻域?qū)Ρ葓D的源程序如下：[x,fs,bits]=wavread(39。39。3設(shè)計(jì)步驟 設(shè)計(jì)流程圖圖31 流程圖 錄制語音信號使用電腦錄音機(jī)錄制一段語音信號，屬性設(shè)置為8000Hz，8 位單聲道的音頻格式。(2)增加采樣點(diǎn)密度，過渡帶的寬度與采樣點(diǎn)數(shù)N成反比。濾波器性能的改善:(1)增加過渡帶采樣點(diǎn),它可以大大減少振蕩，阻帶衰減也可以得到進(jìn)一步改善。(3)理想頻率響應(yīng)特性變化越平緩，則內(nèi)插值越接近理想值，逼近誤差越小。表21 四種線性相位的FIR濾波器逼近誤差及其改進(jìn)措施這樣設(shè)計(jì)所得到的頻響H(ejω)與要求的理想頻響Hd(ejω)會(huì)有一定的差別(1)采樣點(diǎn)上濾波器的實(shí)際頻率響應(yīng)是嚴(yán)格地和理想頻率響應(yīng)數(shù)值相等的。 和 ()當(dāng)N=奇數(shù)時(shí)，只有一個(gè)實(shí)根z=r(k=0），即只有H0(z).(c)修正頻率抽樣結(jié)構(gòu)流圖（N=偶數(shù)）圖24修正頻率抽樣結(jié)構(gòu)流圖（N=偶數(shù)） ()修正頻率抽樣結(jié)構(gòu)流圖（N=奇數(shù)）圖25修正頻率抽樣結(jié)構(gòu)流圖（N=奇數(shù)） ()設(shè)計(jì)思路:這種設(shè)計(jì)方法是從頻域進(jìn)行設(shè)計(jì)的一種方法，首先給定一個(gè)希望逼近的頻率響應(yīng)。其諧振頻率為：圖23 二階網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 除了共軛復(fù)根外，還有實(shí)根。 ()因此，可以將第k和第Nk個(gè)諧振器合并為一個(gè)二階網(wǎng)絡(luò)。（零點(diǎn)由延時(shí)單元決定，不受量化的影響）系統(tǒng)就不穩(wěn)定了。(2)結(jié)構(gòu)有兩個(gè)主要缺點(diǎn)：(a)所有的相乘系數(shù)及H(k)都是復(fù)數(shù)，應(yīng)將它們先化成二階的實(shí)數(shù)，這樣乘起來較復(fù)雜，增加乘法次數(shù)，存儲量。它是由N個(gè)一階網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)組成，而這每一個(gè)一階網(wǎng)絡(luò)都是一個(gè)諧振器 () 其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖22 一階諧振器 頻率抽樣型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(1)它的系數(shù)H(k)直接就是濾波器在處的頻率響應(yīng)。那里也說到用H (k)表示的H (z)的內(nèi)插公式為 ()這個(gè)公式就為FIR濾波器提供了另外一種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)由兩部分級聯(lián)組成。有限長單位沖激響應(yīng)（FIR）濾波器有以下特點(diǎn)：(1) 系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)h (n)在有限個(gè)n值處不為零(2) 系統(tǒng)函數(shù)H(z)在|z|0處收斂
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