基于matlab的數(shù)字濾波器的設(shè)計畢業(yè)論文設(shè)計-文庫吧資料
2025-06-24 16:07本頁面
【正文】 ?！ 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(shè)計的脈沖響應(yīng)為理想脈沖響應(yīng)與窗函數(shù)乘積 [db,mag,pha,grd,ω]=freqz_m(h,[1])。 %求理想脈沖響應(yīng) w_han=(hanning(M))’。 ωc=(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(shè)計，程序主要部分如下： ωp=*π。 分析：從表1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(shè)計要求?！ label(’分貝數(shù)/dB’)?！ rid?！ itle(’幅度響應(yīng)/dB’)?！ ubplot(2,2,4)?！ label(’n’)?！ itle(’實際脈沖響應(yīng)’)?！ ubplot(2,2,3)。 axis([0 M1 0 ])?！ tem(n,w_kai)。 ylabel(’hd(n)’)?！ itle(’理想脈沖響應(yīng)’)?！ 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(yīng) 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?！ ˇ豷=*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(shè)計實例 高通濾波器的設(shè)計用窗函數(shù)設(shè)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(shè)計的經(jīng)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(shè)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(shù)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(yīng)h(n)。如果給出待求濾波器的頻率響應(yīng)為Hd(ejω)，則理想的單位脈沖響應(yīng)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(diào)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。 用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器的步驟如下： ?。?）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(shè)計濾波器之前，應(yīng)該先根據(jù)具體的工程應(yīng)用確定濾波器的技術(shù)指標。FIR濾波器的沖激響應(yīng)h(n)是有限長的，數(shù)學(xué)上M階FIR濾波器可以表示為： FIR濾波器的設(shè)計問題實質(zhì)上是確定能滿足所要求的轉(zhuǎn)移序列或脈沖響應(yīng)的常數(shù)的問題，設(shè)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(yīng)盡量減少濾波器的階數(shù)。 FIR濾波器的設(shè)計 根據(jù)沖激響應(yīng)的時域特性，數(shù)字濾波器可分為無限長沖激響應(yīng)濾波器（IIR）和有限長沖激響應(yīng)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(gòu)成線性相位FIR濾波器。普通的直接型FIR濾波器結(jié)構(gòu)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(shè)計數(shù)字濾波器，還可以使設(shè)計達到最憂化，是數(shù)字濾波器設(shè)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?nèi)フ{(diào)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(shè)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(shè)計FIR濾波器的過程和設(shè)計實例。第二章 數(shù)字濾波器的基本概念數(shù)字濾波技術(shù)是數(shù)字信號處理的一個重要組成部分，濾波器的設(shè)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(yīng)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(yīng)（IIR）濾波器和有限長沖激響應(yīng)（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； （6） 改進了編輯/調(diào)試器的界面及功能。在中國，MATLAB也已日益受到重視，
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