三级项目报告Word下载.docx
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系别:
电子工程系专业:
电子信息工程
学号:
08141037姓名:
李楚岑
合作者
完成时间:
2010年11月25日至11月30日
成绩:
评阅人:
姜永权
一项目意义与目标
FIR数字滤波器是一类广泛应用的数字滤波器。
如自适应横向数字滤波器就采用FIR数字滤波器,在GSM手机中就用到。
在实际DSP系统中能够正确运用FIR数字滤波器,理解线性相位的含义和应满足的条件。
通过恰当举例,通过亲自编程,给出设计结果,绘制频率响应曲线,掌握FIR数字滤波器设计算法。
二项目内容
1.根据频率选择性数字滤波器的性能指标,计算线性相位FIR数字滤波器的理想单位冲激响应。
选择Kaiser窗函数的阶数及形状控制参数,给出频率选择性线性相位FIR数字滤波器的设计结果,画出FIR数字滤波器的频率响应曲线。
2.根据任意频率响应(均衡器)性能要求,计算线性相位FIR数字均衡器的单位冲激响应。
选择Kaiser窗函数的阶数及形状控制参数,给出均衡器的设计结果,画出均衡器的频率响应曲线。
FIR数字滤波器、均衡器的性能分析。
3.进行课堂演示及讨论(PPT)。
4.分组讨论,独立撰写项目报告,提交Word电子文档。
三项目报告正文
1.FIR滤波器和均衡器的意义
FIR(FiniteImpulseResponse)滤波器:
有限长单位冲激响应滤波器,是数字信号处理系统中最基本的元件,它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性,同时其单位抽样响应是有限长的,因而滤波器是稳定的系统。
因此,FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。
2、计算线性相位FIR数字滤波器的理想单位冲激响应
本实验用了低通滤波器,低通滤波器的冲击响应为
其中
为滤波器的截止频率。
本实验
=
。
实验中难以得到理想低通滤波器的冲击响应,所以用了一个宽为N=103的矩形来代替,得到的冲击响应为
图2.1.1
3、选择Kaiser窗函数的阶数及形状控制参数,给出频率选择性线性相位FIR数字滤波器的设计结果,画出FIR数字滤波器的频率响应曲线3.1举例说明时窗宽度、类型与物理分辨率的关系。
得出相应结论,给出提高物理分辨率的方法。
3.1kaiser窗函数的阶数及形状控制参数
N=103,
=7KHz;
=4KHz;
=0.1dB,
=80Db
=3KHz,
=60KHz
3.2用kaiser函数设计的FIR数字滤波器及其频率响应曲线
kaiser函数在频域时的波形
图3.2.1
Kaiser窗的冲激响
图3.2.2
Kaiser窗的频率响应
图3.2.3
有实验得到的结果看出,kaiser窗的设计符合要求,即符合N=103,
=1KHz,
3.3用设计所得的kaiser窗对信号D(f)进行滤波,观察滤波结果
D(f)的波形为
图3.3.1
经过kaiser窗后得到的波形为(’*’为原信号,蓝色线为滤波后的信号)
图3.3.2
经过长度相同的矩形窗得到的波形为(’*’为原信号,蓝色线为滤波后的信号)
图3.3.3
矩形窗频率响应
图3.3.4
分析:
从图3.32看出经kaiser窗滤波后得到的波形有一定程度的失真,与图3.3.3比较,kaiser窗滤波后的信号波形几乎没有波纹,而长度相同的矩形窗的波纹比较大;
且kaiser窗的阻带衰减到了80dB,而矩形窗是21Db;
矩形窗的只有但是kaiser窗的过渡带宽度为3KHz,比矩形窗的大很多。
4、根据任意频率响应(均衡器)性能要求,计算线性相位FIR数字均衡器的单位冲激响应。
4.1线性相位FIR数字均衡器的单位冲激响应的计算
4.2Kaiser窗函数的阶数及形状控制参数
N=31,
=17KHz;
=60KHz,fc=10
4.3用kaiser窗对D1(f)均衡
D1(f)的波形为
图4.3.1
对D1(f)进行均匀抽样
图4.3.2
d1(k)波形
图4.3.3
Kaiser窗wn
图4.3.4
Wn.*d1(n-M)的波形
图4.3.5
经过kaiser窗均衡后的到的波形(’*’为D1(k),蓝色线为滤波后的信号)
图4.3.6
4.4FIR数字滤波器、均衡器的性能分析
FIR数字滤波器可以得到严格的线性相位,且它能保证稳定性,但是它有潜在的缺点,如果滤波器的设计比较苛刻时,FIR滤波器就需要增大N,这样就会使得它的计算量变大。
均衡器相当与一个FIR滤波器,任意频率的信号通过均衡器后,就能得到一个与均衡器幅频特性相仿的信号。
参考文献
SophoclesJ.Orfanidis《信号处理导论》2003年版