实验四、fir数字滤波器设计及应用

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1、.本科学生验证性实验报告学号104090459姓名张静学院物电学院专业、班级10电子实验课程名称数字信号处理教师及职称杨卫平教授开课学期2013至2013学年下学期填报时间2013年5月15日云南师范大学教务处编印...一、实验设计方案实验序号四实验名称FIR数字滤波器设计及应用实验时间2013年5月15日实验室同析3栋-3131.实验目的加深理解FIR数字滤波器的时域特性和频域特性，掌握FIR数字滤波器的设计原理与设计方法，以及FIR数字滤波器的应用。2．实验原理、实验流程或装置示意图FIR数字滤波器可以设计成具有线性相位，在数据通信、图像处理、语音信

2、号处理等实际应用领域得到广泛应用。M阶FIR数字滤波器的系统函数为：FIR数字滤波器的单位脉冲响应h[k]是长度为M+1的有限长因果序列。当满足对称条件时，该FIR数字滤波器具有线性相位。FIR数字滤波器设计方法主要有窗口法、频率取样法及优化设计法。MATLAB中提供的常用FIR数字滤波器设计函数有：fir1窗函数法设计FIR数字滤波器（低通、高通、带通、带阻、多频带滤波器）fir2频率取样法设计FIR数字滤波器：任意频率响应firlsFIR数字滤波器设计：指定频率响应firrcos升余弦型FIR数字滤波器设计intfilt内插FIR数字滤波器设计kai

3、serord凯塞(Kaiser)窗函数设计法的阶数估计firpmParks-McClellan算法实现FIR数字滤波器优化设计firpmordParks-McClellan数字滤波器的阶数选择cremez复系数非线性相位FIR等波纹滤波器设计1.窗口法设计FIR数字滤波器fir1函数可以很容易地实现FIR数字滤波器窗口法设计。可设计低通、高通、带通、带阻滤波器、多频带滤波器。b=fir1(M,Wc)b=fir1(M,Wc,'ftype')b=fir1(M,Wc,window)b=fir1(M,Wc,'ftype',window)b=fir1(M,Wc,‘

4、ftype',window)输出参数：b为FIR数字滤波器的M+1个系数构成的矩阵（即系统的单位脉冲响应）输入参数：M为FIR数字滤波器的阶数。Wc为3dB截频：0

5、ir2函数可以实现FIR数字滤波器的频率取样法设计。可设计任意形状频率响应的滤波器。格式如下：b=fir2(M,f,m)b=fir2(M,f,m,window)输出参数：b为FIR数字滤波器的M+1个系数构成的矩阵。输入参数：M为滤波器的阶数。f指定归一化的各频带边界频率，从0到1递增，1对应于fsam/2，即数字频率W＝p。m指定各频带边界频率处的幅度响应，因此f和m的长度相等，即length(f)=length(a)。window指定窗函数，若不指定，默认为哈明窗。3．实验设备及材料装有Matlab的计算机一台4．实验方法步骤及注意事项利用Matla

6、b中的函数分析并绘出常用基本信号的波形。注意事项：（1）在使用MATLAB时应注意中英输入法的切换，在中文输入法输入程序时得到的程序是错误的；（2）MATLAB中两个信号相乘表示为x.*u,中间有个‘.’，同样两个信号相除也是如此；（3）使用MATLAB编写程序时，应新建一个m文件，而不是直接在Comandante窗口下编写程序；在使用ＭＡＴＬＡＢ编程时，应该养成良好的编写习惯。5．实验数据处理方法比较法画图法6．参考文献陈后金，等.《数字信号处理》.2版【M】.北京：高等教育出版社，2010张德丰，等.《MATLAB数值计算与方法》.北京：机械工业出版

7、社，2010...二．实验报告1．实验现象与结果1.分别使用矩形窗、汉明窗、汉宁窗设计一个阶数M=9的FIR数字低通滤波器，截频为=rad（1）画出各种方法设计的数字滤波器的单位脉冲响应。（2）画出它们的幅频响应，并比较各滤波器的通带纹波和阻带纹波，有何结论?（3）若输入为计算各滤波器的输出并画出其波形。%Rectangularwindowb1=fir1(9,1/pi,boxcar(10));[H1,w]=freqz(b1,1,512);H1_db=20*log10(abs(H1));%hammingwindowb2=fir1(9,1/pi,hammin

8、g(10));[H2,w]=freqz(b2,1,512);H2_db=20*l