滤波器设计与实现

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1、《数字信号处理》课程设计报告设计课题滤波器设计与实现专业班级姓名学号报告日期2012年11月《数字信号处理》课程设计任务书题目滤波器设计与实现学生姓名学号专业班级设计内容与要求一、设计内容：产生包含两个正弦成分（120hz,20hz）的信号，设计基于窗函数的FIR滤波器去除高频成分，保留20hz信号。通带允许的最大衰减为0.25dB，阻带应达到的最小衰减为53dB。滤波器的采样频率为500Hz。二、设计要求1设计报告一律按照规定的格式，使用A4纸，格式、封面统一给出模版。2报告内容（1）设计题目及要求（2）设计原理(包括滤波器工作原理、涉及到的matlab函数的说明)（3）设计内容

2、（设计思路，设计流程、仿真结果）（4）设计总结（收获和体会）（5）参考文献起止时间2012年12月3日至2011年12月11日指导教师签名2011年12月2日系（教研室）主任签名年月日学生签名年月日目录1课题描述...................................................12设计原理...................................................12.1滤波器的分类.............................................12.2利用窗函数设计FIR滤波器........

3、.........................22.2.1窗函数的设计原理.......................................32.2.2典型窗函数的介绍.......................................42.2.3用窗函数设计FIR滤波器的步骤............................52.2.4窗函数法的MATLAB设计函数简介...........................53.设计内容...................................................63.1设计

4、题目................................................63.2用MATLAB编程...........................................73.3设计结果分析............................................84.总结.......................................................95．参考文献...................................................121课题描述　数字滤波器是数字

5、信号处理的重要工具之一，它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出某些频率成分的数字器件或程序，而数字滤波器处理精度高，体积小，稳定，重量轻，灵活，不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。故本课题使用MATLAB信号处理箱和运用窗函数设计数字滤波器。2设计原理2.1滤波器的分类　　（1）从功能上分：低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器，带阻滤波器。　（2）从实现方法上分：FIR滤波器,IIR滤波器。　　（3）从设计方法上分：Chebyshev(切比雪夫)滤波器，Butterworth（巴特沃斯)滤波器，Ellipse(椭圆)滤波器，Bessel（贝

6、塞尔）滤波器。　　（4）从处理信号上分：经典滤波器，现代滤波器。　　2.2利用窗函数设计FIR滤波器　　　2.2.1窗函数的设计原理　　　设希望逼近的滤波器频率响应函数为H(w)，其单位脉冲响应是.由已知的求出，经过Z变换可以得到滤波器的系统函数。通常以理想滤波器作为，其幅频特性逐段恒定，在边界频率处有不连续的点，因而是无限时宽的，且是非因果序列的某为了构造一个长度为N的线性相位滤波器，只有将截取一段，设截取的那段用h(n)表示即：h(n)=式中是一个矩形序列，长度为N。我们实际设计的滤波器的单位脉冲响应为h(n)。长度为N，其系统函数为H(Z)=。这样用一个有限长的序列h(n)去

7、代替，肯定会引起误差，表现在频域就是通常所说的吉布斯效应。该效应引起过度加宽以及通带和阻带内的波动，尤其使阻带的衰减小，从而满足不了技术上的要求。吉布斯效应是由于将直接截断引起的，称为截断效应，窗函数法设计FIE滤波器就是构造一个窗函数w(n)来减少截断效应。2.2.2典型窗函数的介绍（1）矩形窗：幅度函数（2）三角窗：幅度函数频谱函数（3）汉宁窗：（4）哈明窗：频谱函数幅度函数（5）贝塞尔窗：幅度函数六种窗函数的基本参数窗函数类型旁瓣峰值an/dB过渡带宽度阻带最小