文档介绍：郑州轻工业学院
课程设计任务书
题目数字滤波器(FIR)
专业、班级电子信息科学与技术08-1学号 200807020151姓名张明
主要内容、基本要求、主要参考文献等:
1、主要内容
(1) 了解FIR滤波器的原理及使用方法
(2) 了解使用MATLAB语言设计FIR滤波器的方法
(3) 了解FIR滤波器的DSP设计及实现方法
(4) 熟悉数字信号处理过程。
2、基本要求
(1) 录制一段音频信号,用实现FIR实现滤波过程。
(2) 在CCS中编写程序,实现(1)中设计的滤波器。
3、主要参考文献
(1)高海林,钱满义。DSP技术及其应用。清华大学出版社,北京交通大学出版社。2009
(2)张雄伟,曹铁勇,陈亮,杨吉斌等。 DSP芯片的原理与开发应用(第4版)。电子工业出版社,2009陈金鹰。DSP技术及应用。***出版社,2004
完成期限:
指导教师签名: 张彦
课程负责人签名: 张彦
摘要
数字滤波器由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理,以达到改变信号频谱的目的。数字滤波器和模拟滤波器有着相同的滤波概念,根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通、带阻等类型。数字滤波器按单位脉冲响应的性质可分为无限长单位脉冲响应滤波器IIR和有限长单位脉冲响应滤波器FIR两种。本次课程设计设计的是FIR低通滤波器。
FIR(Finite Impulse Response)滤波器:有限长单位冲激响应滤波器,是数字信号处理系统中最基本的元件,它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性,同时其单位抽样响应是有限长的,因而滤波器是稳定的系统。因此,FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。
随着信息技术的发展, 信号处理正向着数字化、软件化方向发展。数字信号处理的主要研究对象是语音信号和图像信号, 语音信号的研究可以时域和频域两个方面来进行。在实际应用中, 信号的时域频分析经常同时进行Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件, 它可以声音文件变换为离散的数据文件,然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据, 如数字滤波、傅里叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等,信号处理是Matlab 重要应用的领域之一。
课程设计目的
(1) 录制一段音频信号,用实现FIR实现滤波过程。
(2) 在CCS中编写程序,实现(1)中设计的滤波器。
了解FIR滤波器的原理及使用方法以及使用MATLAB语言设计FIR滤波器的方法。
。
3. 数字信号处理课程设计为学生提供了一个理论与实践相结合的机会。既锻炼了学生的动手能力,又会加深理解学生在课堂所学****的理论知识。通过课程设计可以将课本上的理论知识和实际的应用有机的结合起来,培养学生又动脑,又动手,独立思考分析问题的能力,提高学生运用所学知识解决实际问题的综合素质。
第二章实验原理
本实验通过用DSP实现规定的FIR滤波器,使同学们了解FIR滤波器的设计方法,及DSP上FIR滤波器的实现方法。
FIR滤波器原理
1. 模数转换过程:使用软件录制语音信号的过程即为模数转换过程。
假设滤波器的单位脉冲响应为h[0],h[1],h[N-1],x[k]为待滤波的输入信号,则滤波器的输出为:
进行滤波实际上就是计算序列的线性卷积。
FIR滤波器的设计
FIR滤波器的设计任务是选择有限长度的h(n)。使传输函数H(w)满足设计要求。FIR滤波器的设计方法有多种,如窗函数法、频率采样法及其它各种优化设计方法。本实验中利用MATLABA设计滤波器,即得到滤波器系数。
在MATLAB的start菜单中选择Toolboxes->Filter Design->Filter Design & Analysis Tools(fdatool),或者在命令行中输入fdatool来启动滤波器设计分析器。启动后界面如图1所示:
图1
在选项中选择或输入滤波器参数,然后点击”Design Filter”按钮完成滤波器设计。设计成功后的结果如图2所示。
图2
3. 从matlab中导出FIR滤波器系数。
a. 在fdatool中,选择Targets->poser Studio™IDE。
header file,输出系数类型为signed 16-bit integer,如图3所示。
图3
c. 点击Generate按钮,选择路径,即可输出