文档介绍：燕山大学
课程设计说明书
题目:利用窗函数法设计线性相位FIR滤波器
学院(系):电气工程系
年级专业:工业自动化仪表2班
学号:091203021107
学生姓名:陈磊
指导教师:林洪彬
日期:2012\06\18-2012\06\22
目录
一. 目录………………………………………………1
二. 燕山大学课程设计(论文)任务书……………2
三. 论文摘要…………………………………………3
四. 窗口函数设计FIR滤波器论文………………4
1. 窗函数法的基本思想…………………………4
2. 几种常用的窗函数…………………………4
3. 线性相移FIR 数字滤波器的条件……………………… 6
4. FIR滤波器的设计方法………………………10
5. 利用窗函数设计FIR的MATLAB实现…………11
………………………………………13
六. 参考文献资料……………………………………14
七. 课程设计评审意见表……………………………15
燕山大学课程设计(论文)任务书
院(系):电气工程系
学号
091203021107
姓名
陈磊
专业(班级)
工业自动化仪表2班
设计题目
利用窗函数法设计线性相位FIR滤波器
设计参数
wp= ws= N=67
设
计
要
求
基于MATLAB软件,利用窗函数法设计满足线性相位条件的FIR滤波器和不满足线性相位条件的FIR滤波器。并分析滤波器单位脉冲响应,频率响应特性,观察两种情况下滤波器相频特性曲线。
工
作
量
搜集有关《数字信号处理》和《MATLAB应用》的各种资料,找出资料中关于利用窗函数法设计线性相位FIR滤波器的部分,并学习各种窗函数法和FIR滤波器及MATLAB软件的基础知识和应用。通过MATLAB编程验证利用汉明窗函数设计的FIR滤波器,编写论文。
工
作
计
划
1. 搜集有关《数字信号处理》和《MATLAB应用》的各种资料,找出资料中关于利用窗函数法设计FIR滤波器的部分(第1天)
2. 用窗函数法设计FIR滤波器并用MATLAB实现(第2-4天)
3. 编写论文(第5天)
参
考
资
料
(1)谢平,王娜,林洪彬. ,2008.
(2)韩利竹,王华. MATLAB电子仿真与应用. 国防工业出版社,2001\1.
(3)刘辉,李海. MATLAB符号处理及应用. 国防工业出版社,2001\2.
(4)楼顺天, 李博菡. 基于MATLAB的系统分析与设计——信号处理. 西安电子科技大学出版社, 1999.
指导教师
签字
林洪彬
2012年6月22日
论文摘要
数字信号处理学科的一项重大进展是关于数字滤波器设计方法的研究。而FIR数字滤波器可以方便地实现线性相位且其群时延不随频率变化的,在任何幅度特性下都能稳定的工作,因此在数字信号处理中占有非常重要的地位。在现代电子系统中,FIR数字滤波器以其良好的线性特性被广泛使用。
FIR数字滤波器传统的设计方法有窗函数法、频率抽样法和等波纹逼近法。用窗函数设计FIR数字滤波器就是用有限长的脉冲相应逼近序列,其基本设计思想为:首先选定一个理想的选频滤波器,然后截取它的脉冲响应得到线性相位。本文是以窗函数设计方法为基础的。
首先介绍了满足线性相位条件的FIR数字滤波器的基础知识,简述了FIR数字滤波器的设计方法与流程。本课题主要应用MATLAB软件利用窗函数法设计满足线性相位的FIR数字滤波器,并对所设计的滤波器进行仿真,得到滤波器的单位脉冲响应、频率响应特性。
关键字:数字滤波器; MATLAB
窗口函数设计FIR滤波器论文
㈠、窗函数法的基本思想
窗函数设计的基本思想是要选取某一种合适的理想频率选择性滤波器,然后将它的脉冲响应截断以得到一个线性相位和因果的FIR滤波器。因此这种方法的重点在于选择某种合适的窗函数和一种理想滤波器。对于给定的滤波器技术指标,选择滤波器长度和具有最窄主瓣宽度和尽可能小的旁瓣衰减的某个窗函数。任何数字滤波器的频率响应都是ω的周期函数,它的傅立叶级数展开式为:
(1-1)
式中,
其中的为滤波器的归一化的截止频率。傅立叶系数ha(n)实际上就是理想数字滤波器的冲激响应。获得有限冲激响应数字滤波器的一种可能方法就是把无穷级数截取为有限项级数来近似,而吉布斯(Gibbs)现象使得直接截取法不甚令人满意。窗函数法就是用被称为窗函数的有限加权系列{ω(n)}来修正式(1-2)的傅立叶级数,以求得要求的有限冲激响应序列h(n),即有:
(1-2)
是有限长序列,当n>N-1及n<0时,。
㈡、窗