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1、引用FIR数字滤波器设计与软件实现默认分类2010-05-0716:09:40阅读210评论0 字号:大中小 订阅 实验三:FIR数字滤波器设计与软件实现1.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)掌握用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器的原理和方法。(3)掌握FIR滤波器的快速卷积实现原理。(4)学会调用MATLAB函数设计与实现FIR滤波器。2.实验内容及步骤(1)认真复习第七章中用窗函数法和等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器的原理;(2)调用信号产生函数xtg产生具有加性噪声的信号xt,并自动显示
2、xt及其频谱,如图10.5.1所示;图10.5.1具有加性噪声的信号x(t)及其频谱如图(3)请设计低通滤波器,从高频噪声中提取xt中的单频调幅信号,要求信号幅频失真小于0.1dB,将噪声频谱衰减60dB。先观察xt的频谱,确定滤波器指标参数。(4)根据滤波器指标选择合适的窗函数,计算窗函数的长度N,调用MATLAB函数fir1设计一个FIR低通滤波器。并编写程序,调用MATLAB快速卷积函数fftfilt实现对xt的滤波。绘图显示滤波器的频响特性曲线、滤波器输出信号的幅频特性图和时域波形图。(4)重复(3),滤波器指标不变,但改用等波
3、纹最佳逼近法,调用MATLAB函数remezord和remez设计FIR数字滤波器。并比较两种设计方法设计的滤波器阶数。3.实验程序信号产生函数xtg程序清单functionxt=xtg(N)%实验五信号x(t)产生,并显示信号的幅频特性曲线%xt=xtg(N)产生一个长度为N,有加性高频噪声的单频调幅信号xt,采样频率Fs=1000Hz%载波频率fc=Fs/10=100Hz,调制正弦波频率f0=fc/10=10Hz.N=1000;Fs=1000;T=1/Fs;Tp=N*T;t=0:T:(N-1)*T;fc=Fs/10;f0=fc/10
4、;%载波频率fc=Fs/10,单频调制信号频率为f0=Fc/10;mt=cos(2*pi*f0*t); %产生单频正弦波调制信号mt,频率为f0ct=cos(2*pi*fc*t); %产生载波正弦波信号ct,频率为fcxt=mt.*ct; %相乘产生单频调制信号xtnt=2*rand(1,N)-1; %产生随机噪声nt%=======设计高通滤波器hn,用于滤除噪声nt中的低频成分,生成高通噪声=======fp=150;fs=200;Rp=0.1;As=70; %滤波器指标fb=[fp,fs];m=[0,1];
5、 %计算remezord函数所需参数f,m,devdev=[10^(-As/20),(10^(Rp/20)-1)/(10^(Rp/20)+1)];[n,fo,mo,W]=remezord(fb,m,dev,Fs); %确定remez函数所需参数hn=remez(n,fo,mo,W); %调用remez函数进行设计,用于滤除噪声nt中的低频成分yt=filter(hn,1,10*nt); %滤除随机噪声中低频成分,生成高通噪声yt%=================================
6、===============================xt=xt+yt; %噪声加信号fst=fft(xt,N);k=0:N-1;f=k/Tp;subplot(3,1,1);plot(t,xt);grid;xlabel('t/s');ylabel('x(t)');axis([0,Tp/5,min(xt),max(xt)]);title('(a)信号加噪声波形')subplot(3,1,2);plot(f,abs(fst)/max(abs(fst)));grid;title('(b)信号加噪声的频谱')axis(
7、[0,Fs/2,0,1.2]);xlabel('f/Hz');ylabel('幅度') functionmyplot(B,A)%计算时域离散系统损耗函数并绘图[H,W]=freqz(B,A,1000);m=abs(H);plot((W/pi)*1000/2,20*log10(m/max(m)));gridon;xlabel('f/Hz');ylabel('幅度');axis([0,500,-120,5]);title('损耗函数曲线');%FIR数字滤波器设计及软件实现 functiontplot(xn,T,yn)%时域序列连续曲
8、线绘图%xn:信号数据序列;yn:绘图信号的纵坐标名称n=0:length(xn)-1;t=n*T;plot(t,xn);xlabel('t/s');ylabel('yw(t)');axis([0,t(en