数字信号处理课程设计基于频率抽样法的低通fir滤波器的设计

《数字信号处理课程设计基于频率抽样法的低通fir滤波器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字信号处理课程设计设计题目基于频率抽样法的低通FIR滤波器的设计题目编号学院名称指导教师班级学号学生姓名每位同学抽签得到一个四位数，由该四位数索引下表确定待设计数字滤波器的类型及其设计方法，然后用指定的设计方法完成滤波器设计。要求：1.滤波器的设计指标：低通：⑴通带截止频率,⑵过渡带宽度,⑶滚降;高通：⑴阻带截止频率,⑵通带截止频率,⑶通带最大衰减,⑷阻带最小衰减;带通：⑴阻带下截止频率,⑵通带下截止频率,⑶通带上截止频率,⑷阻带上截止频率,⑸通带最大衰减,⑹阻带最小衰减;带阻：⑴通带下截止频率,

2、⑵阻带下截止频率,⑶阻带上截止频率,⑷通带上截止频率,⑸通带最大衰减,⑹阻带最小衰减;等波纹滤波器:⑴通带波纹,⑵阻带波纹,⑶过渡带宽度,⑷滚降陷波器:⑴陷波中心频率,⑵陷波频率分量最小衰减,⑶−3dB处的频带宽度其中，—抽签得到那个四位数。2.滤波器的初始设计通过手工计算完成；3.在计算机辅助计算基础上分析滤波器结构对其性能指标的影响（至少选择两种以上合适的滤波器结构进行分析）；4.在计算机辅助计算基础上分析滤波器参数的字长对其性能指标的影响；5.以上各项要有理论分析和推导、原程序以及表示计算结果

3、的图表；6.课程设计结束时提交设计说明书。目录1前言12数字滤波器的介绍和设计原理12.1数字滤波器的概述12.2频率抽样设计法12.3过渡带抽样的优化设计33数字滤波器设计53.1设计要求53.1.1滤波器的设计指标要求为：53.1.2手工计算54基于Matlab的程序及幅频响应曲线55使用FDA工具箱设计FIR低通滤波器85.1简要介绍FDA工具箱：85.2用FDA工具箱实现要求的滤波功能96滤波器的结构不同对性能指标的影响106.1FIR滤波器的基本结构106.2利用直接型结构构建数字滤波器1

4、16.3利用级联型结构构建数字滤波器126.4两种滤波器结构对性能指标影响的比较与总结137参数字长对性能指标的影响137.1参数字长取2位对性能指标的影响147.1.1参数字长取9位对性能指标的影响157.1.2参数字长取12位对性能指标的影响158结论169心得体会1610参考文献171前言数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得

5、到迅速的发展。其中的数字滤波器(digitalfilter)是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置，在通信、图像、语音、雷达等许多领域都有着十分广泛的应用。在数字信号处理中，数字滤波占有极其重要的地位。目前对数字滤波器的设计有多种方法。其中Matlab软件已成为设计数字滤波器的强有力工具。传统的数字滤波器设计过程复杂、计算工作量大、滤波特性调整困难，但利用Matlab信号处理工具箱可以快速有效地实现由软件组成的常规数字滤波器的设计、分析和仿真，极大地减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。2

6、数字滤波器的介绍和设计原理2.1数字滤波器的概述所谓数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号，通过数值运算处理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数字器件或程序。下图给出了一个具有模拟输入信号和输出信号的实时数字滤波器的简化方框图。这个带限模拟信号被周期地抽样，且转化成一系列数字X（n）（n=0,1,…）。数字处理器依据滤波器的计算算法，执行滤波运算，把输入系列X（n）映射到输出系列Y（n）。DAC把数字滤波后的输出转化成模拟值，这些模拟值接着被模拟滤波器平滑，并且消去不想要的高

7、频分量。一个具有模拟输入和输出信号的实时数字滤波器的简化方框图数字滤波器在数字信号处理中具有非常重要的地位。在许多应用中（例如数据压缩，生物医学信号处理、语音处理、图象处理、数据传输、数字音频、电话回声对消，等等），数字滤波器和模拟滤波器比数字滤波器的有优势更加明显。2.2频率抽样设计法FIR低通滤波器的设计一般方法有两种，即频率抽样法和窗函数法，频率抽样法设计不同于窗函数法，窗函数是从时域出发，把理想的用一定形状得窗函数截取成有限长的，17以此来近似理想的，这样得到的频率响应逼近于所要求的理想的频

8、率响应。频率抽样法则是从频域出发，把给定的理想频率响应加以等间隔抽样，即然后以此作为实际FIR数字滤波器的频率特性的抽样值，即令，知道后，由DFT定义，可以用频域的这N个抽样值来唯一确定有限长序列，而由的内插公式知道，利用这N个频域抽样值同样可求得FIR滤波器的系统函数及频率响应。这个或将逼近或，和的内插公式为（2－1）（2－1）其中是内插函数（2－3）将式（2－3）代入（2－2）式，化简后可得（2－4）即（2－5）从内插公式（2－2）看到，在各频率抽样点上，滤波器的