窗函数法设计fir数字滤波器实验报告

实验五 用窗函数法设计FIR数字滤波器

一、实验目的：

1. 掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法 2. 熟悉线性相位FIR数字滤波器特性。 3. 了解各种窗函数对滤波特性的影响。

二、实验原理

线性相位特点在实际应用中非常重要，如在数据通信、图像处理、语音信号处理等领域，往往要求系统具有线性相位特性，因而常采用容易设计成线性相位的有限冲激响应FIR数字滤波器来实现。 1. 常用窗函数： 1) 矩形窗

?10?k?Mw[k]?? （5.21）

0其他?2) Hann（汉纳）窗

?0.5-0.5cos(2?k/M)w[k]???03) Hamming（汉明）窗

0?k?M其他 （5.22）

?0.54-0.46cos(2?k/M)w[k]???04) Blackman（布莱克曼）窗

0?k?M其他 （5.23）

?0.42-0.5cos(2?k/M)?0.08cos(4?k/M)0?k?Mw[k]?? （5.24）

0其他?5) Kaiser（凯泽）窗

I0

实验五 用窗函数法设计FIR数字滤波器

一、实验目的：

1. 掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法 2. 熟悉线性相位FIR数字滤波器特性。 3. 了解各种窗函数对滤波特性的影响。

二、实验原理

线性相位特点在实际应用中非常重要，如在数据通信、图像处理、语音信号处理等领域，往往要求系统具有线性相位特性，因而常采用容易设计成线性相位的有限冲激响应FIR数字滤波器来实现。 1. 常用窗函数： 1) 矩形窗

?10?k?Mw[k]?? （5.21）

0其他?2) Hann（汉纳）窗

?0.5-0.5cos(2?k/M)w[k]???03) Hamming（汉明）窗

0?k?M其他 （5.22）

?0.54-0.46cos(2?k/M)w[k]???04) Blackman（布莱克曼）窗

0?k?M其他 （5.23）

?0.42-0.5cos(2?k/M)?0.08cos(4?k/M)0?k?Mw[k]?? （5.24）

0其他?5) Kaiser（凯泽）窗

I0

实验四：用窗函数法设计FIR数字滤波器

4学时 设计性

一、实验目的

1.掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法。 2.熟悉线性相位FIR数字滤波器特征。 3.了解各种窗函数对滤波特性的影响。 二、实验仪器

微型计算机 matlab软件 三、实验原理和方法

如果所希望的滤波器的理想频率响应函数为 Hd(e hd(n)=

12?j?)，则其对应的单位脉冲响应为

????Hd(ej?)ej?d? （2-1）

窗函数设计法的基本原理是用有限长单位脉冲响应序列h(n)逼近hd(n)。由于hd(n)往往是无限长序列，且是非因果的，所以用窗函数?(n)将hd(n)截断，并进行加权处理，得到：

h(n)＝hd(n)?(n) (2-2) 其频率响应函数Hd(eh(n)就作为实际设计的FIR数字滤波器的单位脉冲响应序列，

N?1j?)为：

Hd(ej?)＝?h(n)e?j?

数字信号处理实验报告

姓名：寇新颖 学号：20100304026 专业：电子信息科学与技术

实验五 FIR数字滤波器的设计

一、实验目的

1．熟悉FIR滤波器的设计基本方法

2．掌握用窗函数设计FIR数字滤波器的原理与方法，熟悉相应的计算机高级语言编程。 3．熟悉线性相位FIR滤波器的幅频特性和相位特性。 4．了解各种不同窗函数对滤波器性能的影响。

二、实验原理与方法

FIR滤波器的设计问题在于寻求一系统函数H(z)，使其频率响应H(e要求的理想频率响应Hd(ej?)，其对应的单位脉冲响应hd(n)。

1．用窗函数设计FIR滤波器的基本方法

设计思想：从时域从发，设计h(n)逼近理想hd(n)。设理想滤波器Hd(ej?)的单位脉冲响应为hd(n)。以低通线性相位FIR数字滤波器为例。

j?)逼近滤波器

Hd(e)?hd(n)?12?j?n????h????d(n)e?jn?

?Hd(ej?)ejn?d?hd(n)一般是无限长的，且是非因果的，不能直接作为FIR滤波器的单位脉冲响应。要

想得到一个因果的有限长的滤波器h

??

重庆三峡学院毕业设计（论文）

题 目 基于窗函数法FIR数字滤波器的设计

专 业 电子信息工程 年 级 2 0 0 6 级 学生姓名 郝 海 学生学号 200615190154

指导教师 徐正坤 职称 助教

完成毕业设计（论文）时间2009年12月

基于窗函数法FIR数字滤波器的设计

郝海

重庆三峡学院应用技术学院电子信息工程（仪器仪表）专业06级 重庆万州 404100

摘要 简述了数字滤波器中的有限长单位冲激响应(FIR)滤波器的原理,对FIR滤波器的窗函数设

计方法进行了研究。窗函数法在FIR 数字滤波器的设计中有着广泛的应用。介绍了一种基于等波纹切比雪夫逼近准则的FIR 数字滤波器的设计方法,通过MATLAB 的仿真实现。传统的数字滤波器设计方法繁琐且结果不直观,本文利用MATLAB具有强大的科学计算和图形显示这一优点,与窗函数法设计理论相结合共同设计FIR数字滤波器,不但使设计结果更加直观,而且提高了滤波器的设计精度,从而更好地达到预期效果。

关键字 FIR数字滤波器 窗函数 等波纹切比雪夫逼近 MATLAB仿真

FIR数字滤波器设计

摘要 数字滤波器的输入输出均为数字信号，信号通过数字滤波器后，可以改变

频率成分的相对比例或滤除某些频率成分。数字滤波器可以分为IIR数字滤波器

和FIR数字滤波器。文中只介绍FIR数字滤波器的设计，可以根据所给定的频率

特性直接设计FIR数字滤波器。FIR数字滤波器在保证幅度特性满足要求的同时，

能够做到严格的线性特性。本文采用了窗函数法、频率采样法以及基于firls函

数和remez函数的最优化方法设计FIR滤波器。在文中对FIR滤波器进行了详细

的理论分析，并且对应于每种方法都给出了设计实例。通过编写MATLAB语言程序，

运行程序，得到幅频和相频特性图。对于窗函数和firls函数设计的滤波器，还

通过建立Simulink系统模块进行仿真，观察滤波器滤波情况。

关键词 窗函数法；频率采样法；最优化方法；仿真

I

Design of FIR Digital Filter

Abstract Firstly, the paper gives a brief description of digital filter and MATLAB

language.The digital filter can be divided i

利用matlab实现了窗函数法的FIR带通滤波器的设计,提供了可以运行的源程序及结果。

数字信号处理

课程设计报告

设计名称：基于matlab的FIR数字滤波器设计

彪

利用matlab实现了窗函数法的FIR带通滤波器的设计,提供了可以运行的源程序及结果。

一、课程设计的目的

1、通过课程设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。

2、深入了解利用Matlab设计FIR数字滤波器的基本方法。

3、在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法。

4、提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力。

5、锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。

二、主要设计内容

利用窗函数法设计FIR滤波器，绘制出滤波器的特性图。利用所设计的滤波器对多个频带叠加的正弦信号进行处理，对比滤波前后的信号时域和频域图，验证滤波器的效果。

三、设计原理

FIR 滤波器具有严格的相位特性，对于信号处理和数据传输是很重要的。目前 FIR滤波器的设计方法主要有三种：窗函数法、频率取样法和切比雪夫等波纹逼近的最优化设计方法。常用的是窗函数法和切比雪夫等波纹逼近的最优化设计方法。本实验中的窗函数法比较简单，可应用现成的窗函数公式，在技术指标要求高的时候是比较灵活方便的。

如果 FIR 滤波器的

（1）熟悉用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理与方法； 课程设计目的（2）了解用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器的原理与方法； （3）掌握调用MATLAB信号处理工具箱中滤波器设计函数（或滤波器设计分析工具fdatool）设计各种FIR数字滤波器，学会根据滤波需求确定滤波器指标参数。 （4）通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱，加深对数字滤波器的概念理解。 （1）简述线性相位FIR滤波器的特点及条件； 课程设计要求（2）简述窗函数法FIR滤波器的设计步骤和等波纹最佳逼近法的设计思想； （3）解释吉布斯效应，比较各种典型窗函数的性能特点； （4）完成以上设计实验，并对结果进行分析和解释； （5）打印程序清单和要求画出的信号波形； （6）写出本次课程设计的收获和体会。 （1）采样间隔 采样间隔过大或过小都会产生较大的误差和频谱混叠现象，因此采样频率通常选为（3～4）fh(fh为信号的最高频率)。 （2）截断、泄露和窗函数 为了减小截断的影响，常采用其他的时窗函数来对所截取的时域信号进行加权处理。所选的窗函数应力求其频谱的主瓣宽度窄些，旁瓣幅度小些。 课程设计注意事项 课程设计内容 用汉宁

吉林建筑大学 电气与电子信息工程学院

数字信号处理课程设计报告

设计题目： FIR数字滤波器的设计 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 设计时间：

教师评语： 成绩 评阅教师 日期

1

目 录

一、设计目的??????????????????????????? 3 二、设计内容??????????????????????????? 3 三、设计原理??????????????????????????? 3 3.1 数字低通滤波器的设计原理????????????????? 3 3.1.1 数字滤波器的定义和分类????????????????? 3 3.1.2 数字滤波器的优点????????????????????

东南大学 数字信号处理实验报告

实验五FIR数字滤波器的设计

一.实验目的

(1)掌握用窗函数法，频率采样法及优化设计法设计FIR滤波器的原理及方法。

(2)熟悉线性相位FIR滤波器的幅频特性和相频特性。

(3)了解各种不同窗函数对滤波器性能的影响。

二.实验内容

(1)N=45，计算并画出矩形窗、汉明窗、布莱克曼窗的归一化的幅度谱，并比较各自的主要特点。

clearall;

N=45;

wn1=kaiser(N,0);

wn2=hamming(N);

wn3=blackman(N);

[h1,w1]=freqz(wn1,N);

[h2,w2]=freqz(wn2,N);

[h3,w3]=freqz(wn3,N);

plot(w1/pi,20*log10(abs(h1)),'-',w2/pi,20*log10(abs(h2)),'--',w3/pi,20*log10(abs(h3)),':');axis([0,1,-120,10]);grid;

xlabel('归一化频率/\pi');ylabel('幅度/dB');

title('三种窗口函数');

legend('矩形窗','汉明窗','布莱克曼窗

',3);

分析：

东南大学 数字信号处理实验报告

(2)N=15，带通滤波器的两个通