《數(shù)字信號處理》課程設(shè)計FIR窗函數(shù)濾波器的設(shè)計

1、 數(shù)字信號處理課程設(shè)計說明書課程設(shè)計名稱：信號分析與處理課程設(shè)計課程設(shè)計題目：用窗函數(shù)法設(shè)計fir數(shù)字濾波器初始條件：1. matlab6.5以上版本軟件；2. 課程設(shè)計輔導(dǎo)資料：“matlab語言基礎(chǔ)及使用入門”、“信號與系統(tǒng)”、“數(shù)字信號處理原理與實現(xiàn)”、“matlab及在電子信息課程中的應(yīng)用”等；3. 先修課程：信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、matlab應(yīng)用實踐及信號處理類課程等。要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1. 課程設(shè)計時間：1周；2. 課程設(shè)計內(nèi)容：用窗函數(shù)法設(shè)計fir數(shù)字濾波器，具體包括：用窗函數(shù)法設(shè)計fir數(shù)字濾波器基本方法，各種窗

2、函數(shù)的應(yīng)用、比較、選擇，線性相位fir濾波器的設(shè)計等；3. 本課程設(shè)計統(tǒng)一技術(shù)要求：研讀輔導(dǎo)資料對應(yīng)章節(jié)，對選定的設(shè)計題目進(jìn)行理論分析，針對具體設(shè)計部分的原理分析、建模、必要的推導(dǎo)和可行性分析，畫出程序設(shè)計框圖，編寫程序代碼（含注釋），上機調(diào)試運行程序，記錄實驗結(jié)果（含計算結(jié)果和圖表），并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)，按要求進(jìn)行實驗演示和答辯等；4. 課程設(shè)計說明書按學(xué)校“課程設(shè)計工作規(guī)范”中的“統(tǒng)一書寫格式”撰寫，具體包括： 目錄； 與設(shè)計題目相關(guān)的理論分析、歸納和總結(jié)； 與設(shè)計內(nèi)容相關(guān)的原理分析、建模、推導(dǎo)、可行性分析； 程序設(shè)計框圖、程序代碼（含注釋）、程序運行結(jié)果和圖表、實驗結(jié)果分析和總結(jié)

3、； 課程設(shè)計的心得體會（至少500字）； 參考文獻(xiàn)（不少于5篇）； 其它必要內(nèi)容等。時間安排： 1周（第18周） 周一 在圖書館和上網(wǎng)查資料周二 確定大概的設(shè)計方案周三 看懂別人寫過的精彩例子 周四 自己用matlab編寫課程設(shè)計 周五 調(diào)試程序和向別人請教周六 課程設(shè)計答辯附具體設(shè)計內(nèi)容：1. 用矩形窗設(shè)計一個fir線性相位數(shù)字低通濾波器，已知。求出并畫出幅頻響應(yīng)特性曲線。2. 用三角形窗設(shè)計一個fir線性相位數(shù)字低通濾波器，已知；要求畫出濾波器的曲線。3. 用布萊克曼窗設(shè)計一個fir線性相位相移的數(shù)字帶通濾波器設(shè)。試求出的表達(dá)式，并畫出曲線。基于fir窗函數(shù)濾波器的設(shè)計(1)矩形窗fir濾

4、波器設(shè)計clear all;n=21;wc=pi/2;%理想低通濾波器設(shè)計(怎樣設(shè)計理想高通、帶通、帶阻濾波器？)alpha=(n-1)/2;n=0:(n-1); m=n-alpha+eps;hd=wc/pi*sin(wc*m)./(pi*m);% hd=(sin(pi*m)-sin(wc*m)./(pi*m);b=boxcar(n);%矩形窗string=boxcar ,n=21,num2str(n); h=hd.*(b); %加窗截取%以上過程可直接調(diào)用fir1實現(xiàn)%wc=wc/pi;%頻率歸一化%h=fir1(n-1,wc,boxcar(n);h,m=freqz(h,1,1024,who

5、le); %頻率響應(yīng) mag=abs(h);db=20*log10(mag+eps)/max(mag);pha=angle(h);figure(1);stem(b);axis(-2 25 0 1);grid;xlabel(n);title(三角窗函數(shù));figure(2);n=0:n-1;stem(n,h,.)axis(0 n-1 -0.1 0.3)hold onn=0:n-1;x=zeros(n);plot(n,x,-)hold offxlabel(n)ylabel(h(n)title(實際低通濾波器的h(n)text(0.3*n,0.27,string)figure(3);plot(m/p

6、i,db)axis(0 1 -100 5)xlabel(w/pi)ylabel(db)title(幅頻衰減特性)grid onfigure(4);plot(m,pha)hold onn=0:7;x=zeros(8);plot(n,x,-)hold offaxis(0 3.15 -4 4)xlabel(頻率(rad)ylabel(相位(rad)title(相頻特性)figure(5);plot(m,mag)axis(0 3.15 0 0.6)xlabel(頻率w(rad)ylabel(幅值)title(幅頻特性)text(0.9,1.2,string)(2)三角窗函數(shù)fir濾波器設(shè)計clear

7、all;n=51;wc=pi/2;%理想低通濾波器設(shè)計(怎樣設(shè)計理想高通、帶通、帶阻濾波器？)alpha=(n-1)/2;n=0:(n-1); m=n-alpha+eps;hd=wc/pi*sin(wc*m)./(pi*m);% hd=(sin(pi*m)-sin(wc*m)./(pi*m);b=bartlett(n);%矩形窗string=boxcar ,n=,num2str(n); h=hd.*(b); %加窗截取%以上過程可直接調(diào)用fir1實現(xiàn)%wc=wc/pi;%頻率歸一化%h=fir1(n-1,wc,boxcar(n);h,m=freqz(h,1,1024,whole); %頻率響應(yīng)

8、 mag=abs(h);db=20*log10(mag+eps)/max(mag);pha=angle(h);figure(1);stem(b);axis(0 52 0 1);grid;xlabel(n);title(三角窗函數(shù));figure(2);n=0:n-1;stem(n,h,.)axis(0 n-1 -0.1 0.3)hold onn=0:n-1;x=zeros(n);plot(n,x,-)hold offxlabel(n)ylabel(h(n)title(實際低通濾波器的h(n)text(0.3*n,0.27,string)figure(3);plot(m/pi,db)axis(0

9、 1 -50 1)xlabel(w/pi)ylabel(db)title(幅頻衰減特性)grid onfigure(4);plot(m,pha)hold onn=0:7;x=zeros(8);plot(n,x,-)hold offaxis(0 3.15 -4 4)xlabel(頻率(rad)ylabel(相位(rad)title(相頻特性)figure(5);plot(m,mag)axis(0 3.15 0 0.6)xlabel(頻率w(rad)ylabel(幅值)title(幅頻特性)text(0.9,1.2,string)(3)布拉克曼窗函數(shù)fir濾波器設(shè)計wls = 0.2*pi; wl

10、p = 0.35*pi; whp = 0.65*pi; wc = wlp/pi,whp/pi; b = wlp-wls; n = 51; n=0:n-1; window=blackman(n); h1,w=freqz(window,1); figure(1); stem(window); xlabel(n); title(blackman窗函數(shù)); figure(2); plot(w/pi,20*log(abs(h1)/abs(h1(1); grid; xlabel(w/pi); ylabel(幅度(db); title(blackman窗函數(shù)的頻譜); hn = fir1(n-1,wc,blackman(n); h2,w=freqz(hn,1,512); figure(3); stem(n,hn); xlabel(n); ylabel(h(n); title(blackman窗函數(shù)的單位脈沖響應(yīng));figure(4);