基于窗函数设计法线性相位型FIR数字低通滤波器设计.doc

实验报告
课程名称数字信号处理
实验项目数字信号处理课程设计---

系别信息与通信工程
专业/班级
姓名/学号

实验日期
成绩___________________________
指导教师__
《数字信号处理课程设计》任务书
题目7
基于窗函数设计法线性相位型FIR数字低通滤波器设计
主要
内容
1、根据ALPF指标,采用三种窗函数,设计线性相位型FIR滤波器;
2、生成一个时间序列,对之滤波,并分析三种滤波器的滤波效果。
设计
要求
1、根据ALPF指标,构建物理可实现的线性相位FIR滤波器的冲击响应函数;
2、采用三种窗函数,设计线性相位型FIR滤波器;
3、生成一个时间序列,并利用已设计的线性相位型FIR滤波器对之滤波;
4、对比分析三种窗函数法设计的数字滤波器性能。
主要
仪器
设备
1、计算机1台,安装MATLAB软件
主要
参考
文献
[美],,——使用MATLAB[M].西安:西安交通大学出版社,2002.
[M].北京:电子工业出版社,2005.
课程设计进度安排(起止时间、工作内容)
课程设计共设8个设计题目,每班3至4人为1组,1人1套设备,每组选作不同的题目,4个班1批。完整课程设计共20学时,为期1周,具体进度如下:
5学时学习题目相关知识,掌握实现原理;
5学时用MATLAB语言实现题目要求;
5学时进一步完善功能,现场检查、答辩;
5学时完成并提交课程设计报告。
课程设计开始日期

课程设计完成日期

课程设计实验室名称
健翔桥校区计算中心
地点
计算中心
资料下载地址
各班公共邮箱
摘要
本次实验主要利用窗函数设计法线性相位型FIR数字低通滤波器。根据ALPF指标,采用三种窗函数,设计线性相位型FIR滤波器,并比较它们在相同条件下的滤波效果。最后生成一个时间序列,对之滤波,并分析两种滤波器的滤波效果。
关键词:Kaiser窗 Blackman窗 Hamming窗 FIR
基于窗函数设计法线性相位型FIR数字低通滤波器设计
目的:①熟练掌握MATLAB工具软件在工程设计中的使用;
②熟练掌握窗函数法设计线性相位型FIR滤波器的方法。
要求:①根据给定ALPF幅频特性指标,生成与之相对应的模拟滤波器h(t);
②根据h(t)取得与之相对应的数字滤波器冲击响应函数h(n);
③选择适当的窗函数,构建线性相位型FIR的冲击响应函数hd(n);
④设计与之相对应的DLPF,对比分析DLPF幅频特性是否符合要求;
⑤产生一个有干扰频率的时域序列(借助FFT分析说明其有干扰),使之通过所设计的DLPF,
对滤波输出结果作出分析,说明输出结果。
步骤:①根据给定设计指标(通带截止频率fb=1 000 Hz,通带最大衰减αp=1dB,阻带截止频率fc=1 200 Hz,阻带最小衰减αs=100 dB,令T=2)生成与之相对应的模拟滤波器h(t);
②根据h(t)取得与之相对应的数字滤波器冲击响应函数h(n);
③选择适当的窗函数,构建线性相位型FIR的冲击响应函数hd(n);
④设计与之相对应的DLPF,给出窗函数及所设计滤波器的幅度特性,并对比理想冲激响应
和实际冲击响应,对比分析DLPF幅频特性是否符合要求;
⑤试说明不同窗函数对所设计数字滤波器性能的影响;
⑥产生一个有干扰频率的时域序列(借助FFT分析说明其有干扰),使之通过所设计的DLPF,
对滤波输出结果作出分析,说明输出结果。
目录
一、前言 5
二、 FIR滤波器的设计原理 6
三、FIR滤波器的窗函数设计法 7
(一)Hamming窗 7
(二)Blackman窗 9
(三)Kaiser-Basel窗 11
四、实验分析 13
五、实验总结 13
一、前言
    数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里,数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式。数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的