窗函數(shù)法設(shè)計(jì)fir數(shù)字低通濾波器課程設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-01-22 16:00本頁(yè)面
【正文】 移以及噪聲等問(wèn)題?！稊?shù)字信號(hào)處理》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目 窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR數(shù)字低通濾波器學(xué) 院 信息工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 通信工程 班 級(jí) 1102 姓名學(xué)號(hào) 朱 孟（2011013916) 姓名學(xué)號(hào) 王恒山（2011013896) 指導(dǎo)教師 賈朝川 二 0一三年十二月引言數(shù)字化是控制系統(tǒng)的重要發(fā)展方向，而數(shù)字信號(hào)處理已在通信、語(yǔ)音、圖像、自動(dòng)控制、雷達(dá)、軍事、航空航天等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。數(shù)字信號(hào)處理方法通常涉及變換、濾波、頻譜分析、編碼解碼等處理。而有限沖激響應(yīng)FIR濾波器在設(shè)計(jì)任意幅頻特性的同時(shí)能夠保證嚴(yán)格的線(xiàn)性相位特性。結(jié)合MATLAB工具軟件的輔助設(shè)計(jì)，使得FIR濾波器具有快速、靈活、適用性強(qiáng)，硬件資源耗費(fèi)少等特點(diǎn)。FIR濾波器在截止頻率的邊沿陡峭性能雖然不及IIR濾波器，但是，考慮到FIR濾波器嚴(yán)格的線(xiàn)性相位特性和不像IIR濾波器存在穩(wěn)定性的問(wèn)題，F(xiàn)IR濾波器能夠在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由線(xiàn)性系統(tǒng)理論可知，在某種適度條件下，輸入到線(xiàn)性系統(tǒng)的一個(gè)沖擊完全可以表征系統(tǒng)。若線(xiàn)性系統(tǒng)僅是一個(gè)空間濾波器，則通過(guò)簡(jiǎn)單地觀察它對(duì)沖擊的響應(yīng)，我們就可以完全確定該濾波器。FIR濾波器是在數(shù)字信號(hào)處理（DSP）中經(jīng)常使用的兩種基本的濾波器之一。目前 FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法主要有三種：窗函數(shù)法、頻率取樣法和切比雪夫等波紋逼近的最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。用窗函數(shù)設(shè)FIR 濾波器的基本思路：從時(shí)域出發(fā)設(shè)計(jì) h(n)逼近理想 hd(n)。要想得到一個(gè)因果的有限長(zhǎng)的濾波器單位抽樣響應(yīng) h(n)最直接的方法是先將hd(n)往右平移，再進(jìn)行截?cái)?，即截取為有限長(zhǎng)因果序列：h(n)=hd(n)w(n)，并用合適的窗函數(shù)進(jìn)行加權(quán)作為 FIR 濾波器的單位脈沖響應(yīng)。對(duì)稱(chēng)中心必須等于濾波器的延時(shí)常數(shù)，即用矩形窗設(shè)計(jì)的FIR 低通濾波器，所設(shè)計(jì)濾波器的幅度函數(shù)在通帶和阻帶都呈現(xiàn)出振蕩現(xiàn)象，且最大波紋大約為幅度的9%，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為吉布斯（Gibbs）效應(yīng)。MATLAB 設(shè)計(jì) FIR 濾波器有多種方法和對(duì)應(yīng)的函數(shù)。目 錄一、課程設(shè)計(jì)的目的和意義 5二、課程設(shè)計(jì)題目描述和要求 5三、設(shè)計(jì)原理 5 5 6四、FIR 濾波器的窗函數(shù)設(shè)計(jì)基本方法 91. FIR濾波器簡(jiǎn)介 92．函數(shù)設(shè)計(jì)法 10 10 10 利用海明窗設(shè)計(jì)Ⅱ型數(shù)字低通濾波器 13五、設(shè)計(jì)步驟 14六、心得體會(huì) 17七、參考文獻(xiàn) 18 一、課程設(shè)計(jì)的目的和意義 通過(guò)課程設(shè)計(jì)把自己在大學(xué)中所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中。在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中掌握程序編譯及軟件設(shè)計(jì)的基本方法。鍛煉自己通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及各種資料解決實(shí)際問(wèn)題的能力。希望對(duì)模擬信號(hào)采樣后用線(xiàn)性相位FIR數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)上述濾波，采樣頻率Fs=10kHZ。三、設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)低通FIR數(shù)字濾波器，尋求一系統(tǒng)函數(shù)，使其頻率響應(yīng)逼近濾波器要求的理想頻率響應(yīng)，其對(duì)應(yīng)的單位脈沖響應(yīng) （1）其中 如果所希望的濾波器的理想的頻率響應(yīng)函數(shù)為，則其對(duì)應(yīng)的單位脈沖響應(yīng)為 （2
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