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《实验5有限冲激响应数字滤波器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、实验5有限冲激响应数字滤波器设计一、实验目的：(1)掌握用窗函数法设计F1R数字滤波器的原理和方法。(2)了解各种窗函数对滤波特性的影响。二、实验原理：如果所希望的滤波器的理想频率响应函数为Hd(严),则其对应的单位抽样响应为Hd(ejM)ej(Dkdco窗函数设计法的基本原理是用有限长单位抽样响应序列h(n)逼近hd(n),由于hd(n)往往是无限长序列，何是非因果的，所以用窗函数w(n)将hd(n)截断，并进行加权处理，得到：h(n)=hd(n)w(n)h(n)就作为实际设计的FIR数字滤波器的单位抽样响应序列，其频率响应函数H(e"J为：N—
2、1H(严)=□(〃)《0式中，N为所选窗函数的长度n=0在MATLAB中，可以用b=firl(M,Wc,JftypeJ,taper)等函数辅助设计FIR数字滤波器。M代表滤波器阶数(单位抽样响应h(n)的长度N二M+l)；Wc代表滤波器的截止频率(对兀归一化频率)，当设计带通和带阻滤波器时，Wc为双元素相量；ftype代表滤波器类型，如’high'高通，'stop'带阻等；taper为窗函数类型，默认为海明窗;窗函数用blackman,hamming,hanning,kaiser产生。三、实验内容1.设计一FIR低通滤波器，通带截止频率。”=0・2
3、兀,通带衰减不大于0.25dB,阻带截止频率0$=0.3兀,阻带衰减不小于50dBo选择一个合适的窗函数，绘出所设计的滤波器的频率响应图。wp=0.2*pi;ws二0.3*pi;tr_width=ws-wp;M二ceil(6.6*pi/tr_width);n=[0:l:M-l];wc=(ws+wp)/2;hd=ideal_lp(wc,M);wham二(hamming(M))';h二hd.*w_ham;[H,w]=freqz(h,1,1000,'wholc，);H=(H(l:l:501))，;w=(w(l:1:501))';mag=abs(H);db
4、二20*1oglO((mag+eps)/max(mag));de11a_w=2i/1000;Rp=-(min(db(l:1:wp/delta_w+l)));disp(['实际通带波动为',num2str(Rp)]);As=-round(max(db(ws/delta_w+l:1:501)));disp(['最小阻带衰减为',num2str(As)]);subplot(2,2,1);stem(n,hd);title('理想抽样响应');axis([0M-l-0.10.3]);xlabel(?n*);ylabelChd(n)5);subplot(2,2
5、,2);stem(n,wham);title('海明窗');axis([0M-l01.1]);xlabel('n，);ylabel('w(n)');subplot(2,2,3);stem(n,h);title('实际脉冲响应’);axis([0MT-0.10・3]);xlabel('n');ylabel('h(n)');subplot(2,2,4);plot(w/pi,db);title('衰减幅度');axis([01-10010]);xlabel('以pi为单位的频率')；ylabelC分贝数，)；grid;%子程序idealJpfunctio
6、nhd=ideal_lp(wc,M)%理想低通滤波器；hd为0到间的理想脉冲响应；wc为截止频率；M为理想滤波器的长度alpha二(M~l)/2;n二[0:1:M-l];m=n-alpha+cps;%加一个小数以避免零做除数hd二sin(wc*m)・/(pi*m);FIR滤波器的阶次由过渡带宽度决定，窗函数的选择取决于阻带衰减，海明窗和布莱克曼窗均可提供大于50dB的衰减，由于海明窗提供了较窄的过渡带,因此具有较小的阶数。在设计中没冇使用通带波动值Rp=0.25dB,但必须检查设计的实际波动，验证它是否在给定容限内。先定义Function函数，在运
7、行主程序调用函数实验结果：海明窗袁减幅度实际通带波动为0.043502最小阻帯衰减为502.(选做)设计一个数字带通滤波器，指标要求如下：通帯边缘频率：兮］=0.45%,Op?=0.65”，通带衰减<(dB)。阻带边缘频率：=0,3/r,Gs2=°・75”，最小阻带衰减>40(^)o要求：给出FIR数字滤波器的冲激响应，绘出幅度和相位频响曲线，讨论实现形式和特点。源程序:f=[0.30.450.650.8];a=[010];dev=[0.010-10870.01];fs=2;[nzwn,btazftype]=kaiserord(fzazdevzf
8、s);hl=firl(n,wn,ftype,kaiser(n+1,bta),5osc&W);[hhl,wl]=freqz(
