基于dsp的fir滤波器设计

FIR

滤波器设计与DSP实现

一、 实验目的

1. 掌握数字滤波器的设计过程； 2. 了解FIR 的原理和特性；

3. 熟悉设计FIR 数字滤波器的原理和方法。

二、实验内容

1. 通过MATLAB 设计确定FIR 滤波器系数； 2. DSP 初始化； 3. A/D 采样 ；

4. FIR 运算，观察滤波前后的波型变化。

三、实验背景知识

1. 有限冲击响应数字滤波器（FIR）的基础理论

FIR 数字滤波器是一种非递归系统，其冲激响应h(n)是有限长序列，其差分方程表达式

为：，其中N 为FIR 滤波器的阶数。

在数字信号处理应用中往往需要设计线性相位的滤波器，FIR 滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时，很容易做到严格的线性相位特性。为了使滤波器满足线性相位条件，要求其单位脉冲响应h(n)为实序列，且满足偶对称或奇对称条件，即h(n)=h(N-1-n)或

h(n)=-h(N-1-n)。这样，当N 为偶数时，偶对称线性相位FIR 滤波器的差分方程表达式为

由上可见，FIR 滤波器不断地对输入样本x(n)延时后，再做乘法累加算法，将滤波器结 果y(n)输出。因此，FIR 实际上是一种乘法累加运算。而对

四川师范大学本科毕业设计

基于DSP的FIR滤波器设计

学生姓名 院系名称 专业名称 班 级 学 号 指导教师 完成时间

333

物理与电子工程学院

电子信息工程

33333 33333

2014年 5月 10日

基于DSP的FIR滤波器设计

电子信息工程专业

学生姓名 曾慧 指导教师 汪文蝶

摘要 随着科学技术和信息处理的高速发展，目前数字信号处理已经在电子信息、无线电、自动控制等得到广泛应用。本文基于DSP完成了FIR低通滤波器设计。介绍了FIR数字滤波的特点和设计方法以及FIR低通滤波器的设计过程。主要采用了布拉克曼（Blackman）窗函数实现FIR低通滤波器，并给出了MATLAB仿真结果。最终基于DSP在TMS320VC5009平台上用C语言编程在CCS软件上实现了通带边缘频率10KHz，阻带边缘频率22KHz，阻带衰减75dB，采样频率50KHz的FIR低通滤波器。

关键词：FIR低通滤波器 DSP CCS 窗函数 MATLAB

I

DSP-based FIR Filter Design

Abstract With the rapid development of science and techn

介绍了FIR的滤波器的实现方法

课程大作业实验报告

语音信号的FIR滤波器处理

课程名称：DSP

原理及应用

组 长： 何庆勇 学号：200830590308 年级专业班级：08通信3班 组员一： 陈纯明 学号：200830590301 年级专业班级：08通信3班

指导教师

徐梅宣

报告提交日期

2011年6月9日

介绍了FIR的滤波器的实现方法

摘 要

随着信息与数字技术的发展，数字信号处理已经成为当今极其重要而学科与技术领域之一。它在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理的基本方法中，通常会涉及到变换、滤波、频谱分析、调制解调和编码解码等处理。其中滤波是应用非常广泛的一个环节，数字滤波器的理论和相关设计也一直都是人们研究的重点之一。FIR滤波器的是非递归的，稳定性好，精度高；更重要的是，FIR滤波器在满足幅频响应要求的同时，可以获得严格的线性相位特征。因此，它在高保真的信号处理，如数字音频、图像处理、数据传输和生物医学等领域得到广泛应用。

在数字信号处理中，滤波占有极其重要的地位。数字滤波是语音信号处理、图像处理、模式识别、频谱分析等应用的基本处理算

本科学生综合性实验报告

项目组长＿＿ ＿＿ 学号

成 员 专 业＿＿＿＿ 班级＿

实验项目名称＿＿ FIR带通滤波器的设计 指导教师及职称＿＿＿＿＿ 开课学期 上课时间 年 月 日

一、实验设计方案 实验名称： FIR 带通滤波器的设计 小组合作：是○ 否○ 小组成员： 实验时间：

1、实验目的及要求(1)掌握 MATLAB 设计滤波器的方法，即用 FDATool 设计滤波器。 (2)掌握 CCS 中设计 FIR 滤波器的程序，以及和 MATLAB 进行联调使用的步骤。 (3)学会观察 CCS 中显示出的波形，比较滤波效果。

2、实验场地及仪器、设备和材料：

电脑、MATLAB 仿真软件，CCS 软件。

3、实验思路(实验内容、数据处理方法及实验步骤等) : 实验内容1.使用 FDATool 在 MATLAB 的 Start 菜单中选择 Toolboxes→Fiter Design→Fiter Design & Analysis Tools(fdatool) 选项，或者在命令行

基于DSP的FIR数字滤波器 (设计实验)

一、实验目的

1.了解FIR（Finite Impulse Response有限冲激响应）滤波器的原理及使用方法； 2.了解使用MATLAT语言设计FIR滤波器的方法； 3.了解DSP对FIR滤波器的设计及编程方法； 4.熟悉在CCS环境下对FIR滤波器的调试方法； 二、实验原理

数字滤波是DSP的最基本应用，利用MAC（乘、累加）指令和循环寻址可以方便地完成滤波运算。两种常用的数字滤波器：FIR（有限冲激响应）滤波器和IIR（无限冲激响应）滤波器的DSP实现。

设FIR滤波器的系数为h(0)，h(1)， ...，h(N-1)，X(n)表示滤波器在n时刻的输入，

则n时刻的输出为： N?1 y(n)?h(i)x(n?i)?i?0 h(0)x(n)?h(1)x(n?1)??h(N?1)x[n?(N?1)]FIR数字滤波器的结构如图3.1所示。

Z-1Z-1Z-1x(n)

h(N-1)h(0)h(1)h(2)h(N-2)

图3.1 FIR数字滤

第7章 FIR滤波器设计

第六章我们介绍了无限冲激响应（IIR）滤波器的设计方法。其中最常用的由模拟滤波器转换为数字滤波器的方法为双线性变换法，因为这种方法无混叠效应，效果较好。但通过前面的例子我们看到，IIR数字滤波器相位特性不好（非线性，如图 6-11、图6-13、图6-15 ），也不易控制。然而在现代信号处理中，例如图像处理、数据传输、雷达接收以及一些要求较高的系统中对相位特性要求较为严格，这种滤波器就无能为力了。改善相位特性的方法是采用有限冲激响应滤波器。本章首先对FIR滤波器原理及其使用函数作基本介绍，然后重点介绍窗函数法设计FIR滤波器，并对最优滤波器设计函数进行介绍。

7.1 FIR滤波器原理概述及滤波函数

7.1.1 FIR滤波器原理及设计方法分类

根据第 6 章对数字滤波器的介绍，我们知道FIR滤波器的传递函数为：

Y(z)N?1??h(n)z?n (7-1) H(z)?X(z)n?0可得FIR滤波器的系统差分方程为：

y(n)?b(0)x(n)?b(1)x(n?1)???b(N?1)x(n?N?1)

??b(m)x(n?m)?b(

一、课题研究的目的和意义：

在信号与信息处理中，提取有用信息需要对信号进行滤波。借助DSP数字信号处理器的高速运算能力，可以实时地对信号进行数字滤波。本设计要求利用DSP的DMA方式进行信号采集和信号输出，同时对外部输入的信号进行数字滤波。

掌握利用DSP 实现信号实时FIR 滤波设计可使学生更加透彻的理解信号的采集方法和滤波方法。学会利用Matlab 对信号进行FIR 滤波，掌握Matlab 的信号仿真。同时通过对DSP 信号处理器及A/D、D/A 转换器以及DMA 的编程，可以培养学生C 语言编程能力以及使用DSP 硬件平台实现数字信号处理算法的能力。 二、课题研究主要内容： 1.基本部分：

(1) 掌握利用滤波器设计FIR滤波器的方法，并提取滤波器参数。

(2) 掌握利用Matlab的信号处理工具箱的使用，以及利用Matlab对信号进行滤波。 (3) 设计数字滤波算法，或调用DSPLIB中的滤波函数，实现对信号的滤波。 (4) 利用C语言对A/D、D/A进行初始化。 (5) 利用C语言对DMA进行初始化。

(6) 编写DMA中断服务程序，实现信号的实时滤波。

(7) 利用CCS信号分析工具分析信号的频谱成分，确定滤波器的

毕业设计（论文）

题 目：

基于MATLAB的FIR数字滤波器设计

学生姓名： 学 号： 所在学院： 专业班级： 届 别： 指导教师：

曹阳 2010013596 信息工程学院 通信工程1004班

2014届 傅思勇

皖西学院本科毕业设计（论文）创作诚信承诺书

1.本人郑重承诺：所提交的毕业设计（论文），题目《基于MATLAB的FIR数字滤波器设计》是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容；

2.毕业设计（论文）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已标注说明来源；

3. 毕业设计（论文）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况；

4.本人已被告知并清楚：学校对毕业设计（论文）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业设计（论文）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果；

5.若在省教育厅、学校组织的毕业设计（论文）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学校按有关规定给予的处理，并承担相应责

数字信号处理课程设计报告

课设名称：基于MATLAB的FIR数字滤波器设计

学 院：信息工程 专 业：通信工程 班 级：2012159 学 号：201215910 姓 名：张孟承 辅导老师：李亚萍 陈黎霞

时 间：2015.12.21——2015.12.30

1

基于MATLAB的FIR数字滤波器设计

摘要：

论文针对窗函数法、频率采样法和最优化设计法三种设计方法，采用MATLAB 进行FIR滤波器的设计与仿真，并比较了三种方法的特点。结果表明，在同样的设计指标下，利用等波纹切比雪夫逼近法则的设计可以获得最佳的频率特性和衰耗特性，具有通带和阻带平坦，过渡带窄等优点。

关键词：FIR滤波器；MATLAB;频率采样法；

一、设计目的

本次课程设计的目的是利用MATLAB对语音信号进行数字信号处理和分析，要求学生对语音信号进行频谱分析，并对采集语音信号加入干扰，对加入信号后的频谱进行频谱分析，设计

基于MATLAB的FIR数字高通滤波器的设计[摘要]本文根据FIR高通滤波器的设计原理,提出了MATLAB 环境下基于窗函数法的FIR高通滤波器设计方法。

【关键词】FIR数字滤波器；高通滤波；窗函数；MATLAB

一、数字滤波器

1.1 数字滤波器概述

数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号，通过一定运算关系改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分的器件。

数字滤波器分类的方法很多，可从以下几个方面进行分类：

1.根据功能分类，可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

2.根据滤波器的单位脉冲响应分类，可以分为无限长脉冲响应数字滤波器和有限长脉冲响应数字滤波器，它们一般被称为IIR数字滤波器和FIR数字滤波器。

3.根据数字滤波器的实现方法分类，可以分为递归型数字滤波器RDF （Recursive Digital Filter)和非递归型数字滤波器NDF（Nonrecursive Digital Filter)。

1.2 数字滤波器的设计

1.2.1 数字滤波器的设计要求

数字滤波器的频响特性函数一般为复函数，所以通常表示为

（1-1）

其中，称为幅频特性函数；称为相频特性函数。幅频特性表示信号通过该滤波器后各频率成分的衰减情况，而相频