第7章 有限脉冲响应数字滤波器设计.docx

1、第7章 有限脉冲响应数字滤波器设计成 绩： 数字信号处理作业与上机实验（第七章） 班 级： 学 号： 姓 名： 任课老师： 完成时间： 2014.10.28 信息与通信工程学院 20132014学年第 2 学期第7章 有限脉冲响应数字滤波器设计1、教材p238：19.(1)MATLAB代码如下：Fs=80000;T=1/Fs;M=1024;fp=15000;fs=20000;rs=40;wp=2*pi*fp*T;ws=2*pi*fs*T;Rp=-20*log10(1-0.02);As=40;N1,wp1=ellipord(wp/pi,ws/pi,Rp,As);B,A=ellip(N1,Rp,A

2、s,wp1);Hk,wk1=freqz(B,A,1000);mag=abs(Hk);pah=angle(Hk);Bt=ws-wp; alph=0.5842*(rs-21)0.4+0.07886*(rs-21); N=ceil(rs-8)/2.285/Bt); wc=(wp+ws)/2/pi; hn=fir1(N,wc,kaiser(N+1,alph); Hk=fft(hn,M);k=0:M/2-1;wk=(2*pi/M)*k;figure(1);plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1),:,linewidth,2.5);hold onplot(wk1/pi,20*log1

3、0(mag),linewidth,2);hold offlegend(FIR滤波器,IIR滤波器);title(损耗函数);figure(2)plot(wk/pi,angle(Hk(k+1)/pi,:,linewidth,2.5);hold onplot(wk1/pi,pah/pi,linewidth,2);hold offlegend(FIR滤波器,IIR滤波器);title(相频特性曲线);(2)两种数字滤波器的损耗函数和相频特性的比较分别如图1.1、1.2所示： 图1.1损耗函数比较图 图1.2 相频特性比较图20.(1)MATLAB代码如下：wc=pi/4;N=21;M=1024;n=

4、0:N-1;h_boxcar=fir1(N-1,wc/pi,boxcar(N);h_hanning=fir1(N-1,wc/pi,hanning(N);h_hamming=fir1(N-1,wc/pi,hamming(N);h_blackman=fir1(N-1,wc/pi,blackman(N);plot(n,h_boxcar);hold onplot(n,h_hanning,:,linewidth,2);plot(n,h_hamming,+,linewidth,2);plot(n,h_blackman,o);hold offlegend(矩形窗,汉宁窗,哈明窗,布莱克曼窗);title(单

5、位冲激响应);Hk=fft(h_boxcar,M);k=0:M/2-1;wk=(2*pi/M)*k;figure();plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1),linewidth,2);Hk=fft(h_hanning,M)hold onplot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1),:,linewidth,3);Hk=fft(h_hamming,M)plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1),o);Hk=fft(h_blackman,M)plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1),*);hold offlegend

6、(矩形窗,汉宁窗,哈明窗,布莱克曼窗);title(损耗函数);(2)四种窗函数设计的单位脉冲响应和损耗函数的比较如图2.1 2.2所示： 图2.1 单位脉冲响应比较图 图2.2 损耗函数比较图21.(1)MATLAB代码如下：wc=pi/4;N=21;M=1024;n=0:N-1;h_boxcar=fir1(N-1,wc/pi,high,boxcar(N);h_hanning=fir1(N-1,wc/pi,high,hanning(N);h_hamming=fir1(N-1,wc/pi,high,hamming(N);h_blackman=fir1(N-1,wc/pi,high,blackm

7、an(N);plot(n,h_boxcar);hold onplot(n,h_hanning,:,linewidth,2);plot(n,h_hamming,+,linewidth,2);plot(n,h_blackman,o);hold offlegend(矩形窗,汉宁窗,哈明窗,布莱克曼窗);title(单位冲激响应);Hk=fft(h_boxcar,M);k=0:M/2-1;wk=(2*pi/M)*k;figure();plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1),linewidth,2);Hk=fft(h_hanning,M)hold onplot(wk/pi,20*

8、log10(abs(Hk(k+1),:,linewidth,3);Hk=fft(h_hamming,M)plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1),o);Hk=fft(h_blackman,M)plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1),*);hold offlegend(矩形窗,汉宁窗,哈明窗,布莱克曼窗);title(损耗函数);（2）四种窗函数设计的单位脉冲响应和损耗函数的比较如图3.1 3.2所示： 图3.1 单位脉冲响应比较图 图3.2 损耗函数比较图25.（1）MATLAB代码如下：n=0:N-1;M=1024;wp=0.6*pi;ws=0.

9、45*pi;Bt=wp-ws; N0=ceil(6.6*pi/Bt); N=N0+mod(N0+1,2);wc=(wp+ws)/2/pi; hn=fir1(N-1,wc,high,hamming(N); Hk=fft(hn,M);stem(n,hn);title(单位冲激响应);k=0:M/2-1;wk=(2*pi/M)*k;figure(2);plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1);title(损耗函数);grid on（2）高通FIR滤波器的单位脉冲响应、损耗函数如图4.1 4.2所示： 图4.1 单位脉冲响应 图4.2 损耗函数26.（1）MATLAB代码如下：n

10、=0:N-1;M=1024;wp1=0.55*pi;wp2=0.7*pi;ws1=0.45*pi;ws2=0.8*pi;Bt=wp2-wp1; N=ceil(6.2*pi/Bt); wc=(wp1+ws1)/2/pi,(ws2+wp2)/2/pi; hn=fir1(N-1,wc,hanning(N); Hk=fft(hn,M);stem(n,hn);title(单位冲激响应);k=0:M/2-1;wk=(2*pi/M)*k;figure(2);plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1);title(损耗函数);grid on (2)带通FIR滤波器的单位脉冲响应、损耗函数如

11、图5.1 5.2所示： 图5.1 单位脉冲响应 图5.2 损耗函数 2、某信号为：，其中设计最低阶FIR数字滤波器，按下图所示对进行数字滤波处理，实现：1）将频率分量以高于50dB的衰减抑制，同时以低于2dB的衰减通过和频率分量；一、基于窗函数法设计FIR数字滤波器：（1）MATLAB代码如下：Fs=3800;T=1/Fs;M=1024;fp=130;fs=600;rs=50;wp=2*pi*fp*T;ws=2*pi*fs*T;Bt=ws-wp; alph=0.5842*(rs-21)0.4+0.07886*(rs-21); N=ceil(rs-8)/2.285/Bt); wc=(wp+ws)/2/pi; hn=fir1(N,wc,kaiser(N+1,alph); Hk=fft(hn,M);k=0:M/2-1;wk=(2*pi/M)*k;figure(1);plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1);axis(0,1,-80,5);title(损耗函数);grid onfigure(2)plot(wk/pi,angle(Hk(k+1)/pi);grid ontitle(相频特性曲线);(2)数字滤波器的损耗函数和相频特性分别如图6.1 6.2所示： 图6.1 损耗函数曲线 图6.2 相频特性曲线