基于窗函數(shù)法的數(shù)字帶通fir濾波器設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-07-03 20:46本頁面
【正文】 （28） 3方案設(shè)計(jì)與論證用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)一個(gè)FIR帶通濾波器。periodic39。)：與上面相類似。 (2) w = hanming(n,39。hanning函數(shù)：生成漢明窗調(diào)用方式：(1) w = hanning(n)：輸入?yún)?shù)n是窗函數(shù)的長度；輸出參數(shù)w是由窗函數(shù)的值組成的n階向量。從功能上講，該函數(shù)又等價(jià)于w = ones(n,1)。下面就對(duì)這些窗函數(shù)展開介紹。所以實(shí)際采用的窗函數(shù)其特性往往是它們的折中，在保證主瓣寬度達(dá)到一定要求的前提下，適當(dāng)犧牲主瓣寬度來換取旁瓣波動(dòng)的減小。一般來說，以上兩點(diǎn)很難同時(shí)滿足。旁瓣峰值衰耗定義為： 旁瓣峰值衰耗＝20lg(第一旁瓣峰值／主瓣峰值) （16）為了改善濾波器的性能，需使窗函數(shù)譜滿足：(1)主瓣盡可能窄，以使設(shè)計(jì)出來的濾波器有較陡的過渡帶。以上的分析可見，濾波器的各種重要指標(biāo)都是由窗函數(shù)決定，因此改進(jìn)濾波器的關(guān)鍵在于改進(jìn)窗函數(shù)。工程上習(xí)慣用相對(duì)衰耗來描述濾波器，相對(duì)衰耗定義為： （15）。肩峰幅度取決于窗譜主瓣和旁瓣面積之比。矩形窗情況下的過渡帶寬是。設(shè)是一個(gè)長序列，是長度為N的窗函數(shù)，用截?cái)?，得到N點(diǎn)序列，即 （13）在頻域上則有 （14）由此可見，窗函數(shù)不僅僅會(huì)影響原信號(hào)在時(shí)域上的波形，而且也會(huì)影響到頻域內(nèi)的形狀。窗函數(shù)的基本思想：先選取一個(gè)理想濾波器（它的單位抽樣響應(yīng)是非因果、無限長的），再截取（或加窗）它的單位抽樣響應(yīng)得到線性相位因果FIR濾波器。但不能用來作為設(shè)計(jì)FIR DF用的h(n)，因?yàn)橐话愣际菬o限長、非因果的，物理上無法實(shí)現(xiàn)。要設(shè)計(jì)一個(gè)線性相位的FIR數(shù)字濾波器，首先要求理想頻率響應(yīng)。只要N足夠長，截取的方法合理，總能滿足頻域的要求。常用的是窗函數(shù)法和切比雪夫等波紋逼近的最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。FIR濾波器具有嚴(yán)格的相位特性，這對(duì)于語音信號(hào)處理和數(shù)據(jù)傳輸是很重要的。FIR數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)是有限長序列。IIR數(shù)字濾波器具有無限寬的沖激響應(yīng)，與模擬濾波器相匹配。 MATLAB結(jié)合窗函數(shù)設(shè)計(jì)法原理數(shù)字濾波器可以理解為是一個(gè)計(jì)算程序或算法，將代表輸入信號(hào)的數(shù)字時(shí)間序列轉(zhuǎn)化為代表輸出信號(hào)的數(shù)字時(shí)間序列，并在轉(zhuǎn)化過程中，使信號(hào)按預(yù)定的形式變化。窗函數(shù)在光譜分析、濾波器設(shè)計(jì)以及音頻數(shù)據(jù)壓縮等方面有廣泛的應(yīng)用。譬如：在給定區(qū)間內(nèi)為常數(shù)而在區(qū)間外為0的窗函數(shù)被形象地稱為矩形窗。 窗函數(shù)窗函數(shù)法是設(shè)計(jì)FIR濾波器的最主要方法之一，實(shí)際中遇到的離散時(shí)間信號(hào)總是有限長的，因此不可避免的要遇到數(shù)據(jù)截短的問題，在信號(hào)處理中，對(duì)離散序列的截短是通過序列與窗函數(shù)相乘來實(shí)現(xiàn)的。FIR濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)主要有數(shù)字集成芯片，DSP芯片F(xiàn)IR濾波器，可編程FIR濾波器，后兩者的實(shí)際方法主要通過MATLAB軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)方法多樣，形式靈活，能夠滿足各種要求，并且不受數(shù)字集成芯片規(guī)格的限制。因此，F(xiàn)IR濾波器在通信、圖像處理、模式識(shí)別等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，F(xiàn)IR濾波器具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：；；；；。本文主要對(duì)FIR濾波器加以介紹。C．可以根據(jù)信號(hào)的不同，采用不同的濾波方法或參數(shù)，具有靈活、方便、功能強(qiáng)的特點(diǎn)。數(shù)字濾波的出現(xiàn)克服了模擬濾波的很多不足，具有以下優(yōu)點(diǎn)：A．是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加硬設(shè)備，所以可靠性高，穩(wěn)定性好。 數(shù)字濾波技術(shù)數(shù)字濾波，就是通過一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾在有用信號(hào)中的比重，故實(shí)質(zhì)上是一種程序?yàn)V波。MATLAB是一種面向科學(xué)和工程計(jì)算的語言，它集數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體，具有編程效率高、調(diào)試手段豐富、擴(kuò)充能力強(qiáng)等特點(diǎn)。現(xiàn)代數(shù)字濾波器可以用軟件或硬件兩種方式來實(shí)現(xiàn)。本文介紹了如何利用MATLAB仿真軟件系統(tǒng)結(jié)合窗函數(shù)法設(shè)
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