2022年窗函数法设计FIR数字滤波器 .pdf

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1、数字信号处理实验报告-实验 4窗函数法设计FIR 数字滤波器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 一、实验目的1了解常用的几种窗函数，能正确选择适当的窗函数进行滤波器设计；2掌握窗函数法设计数字低通滤波器。二、实验原理1常用的窗函数：矩形窗函数为 boxcar 和 rectwin ，调用格式：w= boxcar （N） w= rectwin(N) 其中 N 是窗函数的长度，返回值w 是一个 N 阶的向量。三角窗函数为

2、triang，调用格式：w= triang(N) 汉宁窗函数为 hann，调用格式：w= hann（N）海明窗函数为 hamming ，调用格式：w= hamming （N）2各个窗函数的性能比较窗函数第 一 瓣 相 对于 主 瓣 衰 减（dB）主瓣宽阻带最小衰减矩形窗-13 21 三角窗-25 25 汉宁窗-31 44 海明窗-41 53 三、实验内容题一：生成四种窗函数：矩形窗、三角窗、汉宁窗、海明窗，并观察其频率响应。题二：根据下列技术指标，设计一个FIR 数字低通滤波器：wp=0.2 ，ws=0.4，ap=0.25dB， as=50dB，选择一个适当的窗函数，确定单位冲激响应，绘出所设

3、计的滤波器的幅度响应。四、上机程序及运行结果题一：n=30; %矩形窗及其频响N/4N/8N/8N/8名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - window1=rectwin(n);h1,w1=freqz(window1,1);subplot(4,2,1);stem(window1);title( 矩形窗 );subplot(4,2,2);plot(w1/pi,20*log(abs(h1)/abs(h1(1);title(

4、 矩形窗频响 ); %三角窗及其频响window2=triang(n);h2,w2=freqz(window2,1);subplot(4,2,3);stem(window2);title( 三角窗 );subplot(4,2,4);plot(w2/pi,20*log(abs(h2)/abs(h2(1);title( 三角窗频响 ); %汉宁窗及其频响window3=hann(n);h3,w3=freqz(window3,1);subplot(4,2,5);stem(window3);title( 汉宁窗 );subplot(4,2,6);plot(w3/pi,20*log(abs(h3)/ab

5、s(h3(1);title( 汉宁窗频响 ); %海明窗频响window4=hamming(n);h4,w4=freqz(window4,1);subplot(4,2,7);stem(window4);title( 海明窗 );subplot(4,2,8);plot(w4/pi,20*log(abs(h4)/abs(h4(1);title( 海明窗频响 );名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 题二：%理想低通滤波器单

6、位冲激响应函数function hd=ideal_lp1(wc,N);alpha=(N-1)/2;n=0:1:N-1;m=n-alpha+eps;hd=sin(wc*m)./(pi*m);%滤波器幅值、相位响应函数functiondb,mag,pha,w=freqz_m2(b,a);%db: 相对幅值响应%mag: 绝对幅值响应%pha: 相位响应%w:采样频率%b: 系统函数 H(Z) 的分子项 ( 对FIR,b=h)%a: 系统函数 H(Z) 的分母项 ( 对FIR,a=1)H,w=freqz(b,a,1000,whole);H=(H(1:1:501);w=(w(1:1:501);mag=

7、abs(H);db=20*log10(mag+eps)/max(mag);pha=angle(H);%主程序clear all;wp=0.2*pi;ws=0.4*pi;tr_wdith=ws-wp;N=ceil(6.6*pi/tr_wdith)+1;n=0:1:N-1;wc=(ws+wp)/2;%理想低通滤波器的截止频率hd=ideal_lp1(wc,N);% 理想低通滤波器的单位冲激响应w_ham=(hamming(N);%海明窗h=hd.*w_ham;%截取得到实际的单位脉冲响应db,mag,pha,w=freqz_m2(h,1);% 计算实际滤波器的幅度响应delta_w=2*pi/10

8、00;ap=-(min(db(1:1:wp/delta_w+1);%实际带通波纹as=-round(max(db(ws/delta_w+1:1:501);%实际阻带波纹subplot(221);stem(n,hd);title( 理想单位脉冲响应hd(n);subplot(222);stem(n,w_ham);title( 海明窗 w(n);subplot(223);stem(n,h);title( 实际单位脉冲响应hd(n);subplot(224);stem(w/pi,db);title( 幅度响应 (dB);axis(0,1,-100,10)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 五、实验总结及心得名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -