数字信号处理第九题带阻Word文档格式.docx
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一、目的与要求
能够运用本课程中学到的知识，设计基于窗口函数法的FIR数字滤波器。
要求掌握数字信号处理的基本方法；
FIR滤波器的设计步骤和方法；
能够熟练采用C语言或MATLAB语言进行计算机辅助设计和仿真验证设计内容的合理性。
二、主要内容
1）掌握设计数字滤波器的基本步骤；
2）重点掌握利用窗口函数法设计FIR数字滤波器的设计方法，不同窗函数对滤波器滤波性能的影响以及滤波器单位冲激响应长度对滤波器延时特性的影响；
3）能够利用傅立叶变换在理论上分析滤波器的频率响应；
4）掌握计算机C语言或MATLAB的编程技巧；
三、进度计划
序号
设计（实验）内容
完成时间
备注
1
熟悉利用窗口函数法设计FIR带阻滤波器的方法和步骤，针对具体题目进行设计
2天
2
编制程序
3
调试，答辩
1天
四、设计（实验）成果要求
设计报告
五、考核方式
答辩+平时表现
杨睿
白康
2014年1月12日
数字信号处理课程设计
一、数字信号处理课程设计的目的与要求
二、正文
1．设计题目：
采用窗口函数法设计一个带阻FIR数字滤波器，要求设计的频率响应为
2．设计步骤
（1）根据设计要求，确定FIR滤波器的频率响应，包括过渡带宽、通带和阻带阻尼限制：
由设计题目可得知：
滤波器的通带:
;
通带宽度:
和0
.通带宽度
过渡带:
宽度
和
，过渡带宽
；
阻带:
.
阻带最小衰减:
。
（2）根据前一步的过渡带宽、通带和阻带阻尼限制，确定选择的窗口函数类型和
的列长度：
由于阻带最小衰减要求为，根据窗函数基本参数可查的汉宁窗的阻带最小衰减为-44dB,符合要求且在所有符合要求中最简,因此选择汉宁窗.同样可以查的汉宁窗的过渡带宽为8
/N.所以
=8
/N,N=8
/
=160,取N=160.同样可以查得汉宁窗
（3）根据第一步确定理想的频率响应
，通过求
的逆傅里叶变换得到
，对
进行右移、截短和窗口函数处理，求得因果FIR数字滤波器的单位冲激响应
:
由已知的条件可以得出理想得频率响应
。
右移、截短
因此因果FIR数字滤波器的单位冲激响应
＝
*
（4）求
得傅里叶变换，检验是否符合要求；
各部分MATLAB的仿真曲线如下:
（1）.理想
b）.汉宁窗:
3）.实际
，
d）幅度响应（db）:
由此可以得知设计的滤波器阻带最小衰减为-44db,验证了汉宁窗的阻带最小衰减为-44db,同时说明该设计的滤波器在阻带最小衰减的性能指标满足设计要求的.
滤波器的性能检验:
1）.f1=3*sin*pi*n）
2）.f2=3*sin*pi*n）
3）.f3=3*sin*pi*n）
4）叠加后的图像f4=+f1+f2+f3
5）.通过滤波器后的图像f4*h（n）
6）.f5=f1+f3
分析：
通过设计的带阻滤波器后，只有f1和f3的图形能通过滤波器，所以f5=f1+f3的图像应该和f4*h（n）的图像差不多。
由上面的波形图比较可知，该滤波器基本满足要求。
三、收获和体会：
在本次课程设计之前，我已经在老师的指导下初步熟悉了MATLAB这个非常好用的软件。
通过本次的课程设计，使我对上课学到的东西有了更深刻的认识，加深了对各种数字滤波器的了解，同时对其的设计方法及各种性能指标都有一定的了解。
可以用MATLAB编写一些简单的程序，得到理想的波形。
在课程设计的初期，由于对MATLAB软件的不熟悉，在编完程序后进行编辑运行的时候，会出现很多的问题，例如程序的错误，有些定义软件识别不了，少了加一个括号之类的，导致程序不能运行，不能输出波形；
有时候坐标轴长度选取不合适，导致输出波形之后无法完全显示或者出现重叠，最后通过查找相关资料，请教老师和同学，我一一解决了这些困难，终于比较完满的地完成了此次课程设计。
这次课程设计使我学习到了很多知识，更加深刻地掌握了数字信号处理的相关知识，加深的对MATLAB软件的理解和应用。
以后会更加的加强联系，掌握更多的技能。
四、参考文献：
1、数字信号处理原理及其MATLAB实现从玉良电子工业出版社
2、Matlab信号处理与应用董长虹国防工业出版社
3、数字信号处理及MATLAB实现余成波清华大学出版社
五、源程序：
MATLAB程序代码:
clearall;
Wpl=*pi;
Wph=*pi;
Wsl=*pi;
Wsh=*pi;
tr_width=min（（Wsl-Wpl）,（Wph-Wsh））;
N=ceil（8*pi/tr_width）+1
n=0:
N-1;
Wcl=（Wsl+Wpl）/2;
Wch=（Wsh+Wph）/2;
fori=0:
N-1
hd1（i+1）=sin（Wcl*（i-（N-1）/2+eps））./（pi*（i-（N-1）/2+eps））;
hd2（i+1）=（sin（pi*（i-（N-1）/2+eps））-sin（Wch*（i-（N-1）/2+eps）））./（pi*（i-（N-1）/2+eps））;
hd（i+1）=hd1（i+1）+hd2（i+1）;
end
w_hann=（hanning（N））;
w0=w_hann'
h=hd.*w0;
[h1,w]=freqz（h,1）;
f1=3*sin*pi*n）
subplot（321）
stem（n,f1）
title（'
f1=3*sin*pi*n）μí
'
）
axis（[0N-1-44]）;
ylabel（'
f1'
）;
text（N,,'
n'
holdon
f2=3*sin*pi*n）
subplot（322）
stem（n,f2）
f2=3*sin*pi*n）μí
f2'
f3=3*sin*pi*n）
subplot（323）
stem（n,f3）
f3=3*sin*pi*n）μí
f3'
f4=f1+f2+f3
subplot（324）
stem（n,f4）
f4=f1+f2+f3μí
axis（[0N-1-1010]）;
f4'
f=conv（f4,h）
subplot（325）
k=（0:
320）
stem（k,f）
í
¨
1y2¨
÷
oó
μí
axis（[0320]）;
f4*h￡¨
n￡'
k'
f5=f1+f3
subplot（326）
stem（n,f5）
f5=f1+f3μí
%axis（[-20200-88]）;
ylable（'
f5'
figure
（2）
subplot（221）
stem（n,hd）
à
μ￥3ì
ó
|hd（n）'
axis（[0N-11]）;
hd（n）'
subplot（222）
stem（n,w_hann）
oot′°
w（n）'
axis（[0N-101]）;
subplot（223）
stem（n,h）
ê
μê
|h（n）'
h（n）'
subplot（224）
plot（w/pi,20*log（abs（h1）/abs（h1
（1））））;
·
ù
è
ì
|（dB）'
db'
t'
三、分析总结：
通过本次高通FIR数字滤波器的设计，加深了对数字滤波器的了解，同时对其的设计方法及各种性能指标都有一定的了解。
由阻带最小衰减确窗函数的类型，由过渡带宽确定窗函数的点数N，由理想频率响应通过傅立叶逆变换得到和hd（n）截断右移，由窗函数特性确定的w（n）,加窗后得到实际h（n）=hd（n）*w（n）。
最后验证各项指标（包括阻带最小衰减，过渡带宽，通带阻带以及截至频率）。
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