基于matlab的數(shù)字濾波器的設計設計論文-文庫吧資料
2025-06-24 15:41本頁面
【正文】 ylabel(’hd(n)’)?！ ubplot(221) stem(n,hd)。 %以下為作圖程序 As=round(max(db(ωs/delta_ω+1:1:501)))?！ p=(min(db(1:1: ωp/delta_ω+1)))。 %設計的脈沖響應為理想脈沖響應與窗函數(shù)乘積 [db,mag,pha,grd,ω]=freqz_m(h,[1])。 %求理想脈沖響應 w_han=(hanning(M))’?！ ˇ豤=(ωs+ωp)/2。 %按漢寧窗計算濾波器長度 disp([’濾波器的長度為’,num2str(M)])?！ r_width=ωsωp?？梢允篂V波器的階數(shù)較少，所以選用漢寧窗進行設計，程序主要部分如下： ωp=*π?！ 》治觯簭谋?可以看出，漢寧窗、海明窗和凱澤窗能提供大于40dB的最小阻帶衰減。,最小阻帶衰減為70，濾波器長度為89，,符合設計要求?！ label(’分貝數(shù)/dB’)。 grid。 title(’幅度響應/dB’)?！ ubplot(2,2,4)?！ label(’n’)?！ itle(’實際脈沖響應’)?！ ubplot(2,2,3)?！ ? axis([0 M1 0 ])?！ tem(n,w_kai)?！ label(’hd(n)’)?！ itle(’理想脈沖響應’)?！ ubplot(2,2,1)?！ ? disp([’最小阻帶衰減為’,num2str(As)])?！ ? disp([’實際通帶波動為’,num2str(Rp)])?！ ? delta_ω=2*π/1000。 %求理想脈沖響應 h=hd*w_kai。 %求凱澤窗函數(shù) ωc=(ωs+ωp)/2?！ isp([’線性相位斜率為’,num2str(beta)])?！ eta=*()。 %計算過渡帶寬 M=ceil(()*2*π/(*tr_width)+1)+1。 ωs=*π。表1 5種窗函數(shù)性能比較窗類型旁瓣峰值主瓣峰值最小阻帶衰減矩形窗13dB4π/M21dB三角窗25dB8π/M25dB漢寧窗31dB8π/M44dB海明窗41dB8π/M53dB凱澤窗57dB12π/M74dB2 .3 MATLAB環(huán)境下的設計實例 高通濾波器的設計用窗函數(shù)設計高通濾波器，性能指標如下：通帶截止頻率ωs=，阻帶截止頻率ωp=，實際通帶波動Rp=,最小阻帶衰減As=70dB。窗函數(shù)設計的經驗公式為： 在實際工程中常用的窗函數(shù)有五種，即矩形窗、三角窗、漢寧窗、海明窗和凱澤窗。 使用窗函數(shù)法設計時要滿足以下兩個條件： ?。?）窗譜主瓣盡可能地窄，以獲得較陡的過渡帶； ?。?）盡量減少窗譜的最大旁瓣的相對幅度，也就是使能量盡量集中于主瓣，減小峰肩和紋波，進而增加阻帶的衰減。 ?。?）驗算技術指標是否滿足要求。wd(n)，在MATLAB中用點乘命令表示為h=hd ?。?）計算濾波器的單位脈沖響應h(n)。如果給出待求濾波器的頻率響應為Hd(ejω)，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(shù)值方法表示。在N和窗函數(shù)類型確定后，即可調用MATLAB中的窗函數(shù)求出窗函數(shù)wd(n)。窗函數(shù)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。在確定窗函數(shù)類型以后，可根據(jù)過渡帶寬小于給定指標確定所擬用的窗函數(shù)的窗口長度N?！ ∮么昂瘮?shù)法設計FIR濾波器的步驟如下： （1）根據(jù)過渡帶寬及阻帶衰減要求，選擇窗函數(shù)的類型并估計窗口長度N（或階數(shù)M=N1）。通常在設計濾波器之前，應該先根據(jù)具體的工程應用確定濾波器的技術指標。FIR濾波器的沖激響應h(n)是有限長的，數(shù)學上M階FIR濾波器可以表示為： FIR濾波器的設計問題實質上是確定能滿足所要求的轉移序列或脈沖響應的常數(shù)的問題，設計方法主要有窗函數(shù)法、頻率采樣法和等波紋最佳逼近法等。濾波器的階數(shù)越高，占用的運算時間越多，因此在滿足指標要求的情況下應盡量減少濾波器的階數(shù)。 FIR濾波器的設計 根據(jù)沖激響應的時域特性，數(shù)字濾波器可分為無限長沖激響應濾波器（IIR）和有限長沖激響應濾波器（FIR）。對于FIR濾波器，幅度上只需滿足以下兩個條件之一，就能構成線性相位FIR濾波器。普通的直接型FIR濾波器結構如圖1所示。MATLAB的信號處理工具箱具有強大的函數(shù)功能，它不僅可以用來設計數(shù)字濾波器，還可以使設計達到最憂化，是數(shù)字濾波器設計的強有力工具。軟件方式實現(xiàn)的優(yōu)點是可以通過濾波器參數(shù)的改變去調整濾波器的性能。在數(shù)字信號處理中，數(shù)字濾波器占有極其重要的地位，它具有精度高、可靠性好、靈活性大等特點。該方法為快速、高效地設計FIR濾波器提供了一個可靠而有效的途徑。給出了在MATLAB環(huán)境下，用窗函數(shù)法設計FIR濾波器的過程和設計實例。第二章 數(shù)字濾波器的基本概念數(shù)字濾波技術是數(shù)字信號處理的一個重要組成部分，濾波器的設計是信號處理的核心問題之一。根據(jù)數(shù)字濾波器沖激響應的時域特性，可將數(shù)字濾波器分為兩種，即無限長沖激響應（IIR）濾波器和有限長沖激響應（FIR）濾波器。 濾波器的種類很多，從功能上可以分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器，上述每種濾波器又可以分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器。數(shù)字信號處理主要是研究用數(shù)字或符號的序列來表示信號波形，并用數(shù)字的方式去處理這些序列，把它們改變成在某種意義上更為有希望的形式，以便估計信號的特征參量，或削弱信號中的多余分量和增強信號中的有用分量。(Object，Handle) 用戶可以創(chuàng)建自己定義的類函數(shù)和函數(shù)句柄；
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