fir濾波器設(shè)計與實現(xiàn)實驗報告10通信邵錳

1、實驗 實驗 02 FIR 濾波器設(shè)計與實現(xiàn) 濾波器設(shè)計與實現(xiàn)10 10 級軌道通信 級軌道通信邵錳 邵錳 1042401029 1042401029 許長浩 許長浩 1042401044 1042401044 蔣屹 蔣屹 1042401037 1042401037一、實驗?zāi)康?一、實驗?zāi)康模?） 通過實驗鞏固 FIR 濾波器的認(rèn)識和理解。 （2） 熟練掌握 FIR 低通濾波器的窗函數(shù)設(shè)計方法。（3） 理解 FIR 的具體應(yīng)用。二、實驗

2、內(nèi)容 二、實驗內(nèi)容在通信、信息處理以及信號檢測等應(yīng)用領(lǐng)域廣泛使用濾波器進(jìn)行去噪和信號的增強。FIR 濾波器由于可實現(xiàn)線性相位特性以及固有的穩(wěn)定特征而等到廣泛應(yīng)用，其典型的設(shè)計方法是窗函數(shù)設(shè)計法。設(shè)計流程如下： （1）設(shè)定指標(biāo)：截止頻率 fc，過渡帶寬度△f，阻帶衰減 A。（2）求理想低通濾波器（LPF）的時域響應(yīng) hd（n） 。（3）選擇窗函數(shù) w（n） ，確定窗長 N。（4）將 hd（n）右移（N-1）/2 點并加窗獲取線性相位 FI

3、R 濾波器的單位脈沖響應(yīng) h（n） 。（5）求 FIR 的頻域響應(yīng) H（e ） ，分析是否滿足指標(biāo)。如不滿足，轉(zhuǎn)（3）重jw新選擇，否則繼續(xù)。（6）求 FIR 的系統(tǒng)函數(shù) H（z） 。（7）依據(jù)差分方程由軟件實現(xiàn) FIR 濾波器或依據(jù)系統(tǒng)函數(shù)由硬件實現(xiàn)。實驗要求采用哈明窗設(shè)計一個 FIR 低通濾波器并由軟件實現(xiàn)。哈明窗函數(shù)如下：w（n）=0.54-0.46cos（ ） ，0≤n≤N-1； （公式 （公式 1） 1

4、2? Nn ?設(shè)采樣頻率為 fs=10kHz。實驗中，窗長度 N 和截止頻率 fc 應(yīng)該都能調(diào)節(jié)。具體實驗內(nèi)容如下： （1）設(shè)計 FIR 低通濾波器（FIR_LPF） （書面進(jìn)行） 。（2）依據(jù)差分方程編程實現(xiàn) FIR 低通濾波器。 （3）輸入信號 x（n）=3.0sin（0.16 ）+cos（0.8 ）到 fc=2000Hz，N=65 n ? n ?的 FIR_LPF，求輸出信號 y（n） ，理論計算并畫出 0≤f≤fs 范圍輸入信號

5、 x（n）和輸出信號 y（n）的幅度譜，標(biāo)出峰值頻率，觀察濾波器的實際輸出結(jié) 果，分析其正確性。（4）輸入信號 x（n）=1.5sin（0.2 ）-cos（0.4 ）+1.2sin（0.9 ）到 n ? n ? n ?fc=1100Hz，N=65 的 FIR_LPF，求輸出信號 y（n） ，理論計算并畫出 0≤f≤fsf=n*fs/(N-1); subplot(6,1,1); plot(n,x);grid;xlabel('n&#

6、39;);ylabel('幅度'); subplot(6,1,2); plot(f,Xw);grid;xlabel('f(Hz)');ylabel('幅度');subplot(6,1,3);plot(n,y);grid;xlabel('n');ylabel('幅度'); subplot(6,1,4);plot(f,Yw);grid;xlabel('f

7、(Hz)');ylabel('幅度'); subplot(6,1,5);plot(n,hn);grid;xlabel('n');ylabel('幅度');subplot(6,1,6);plot(f,Hw);grid;xlabel('f(Hz)');ylabel('幅度'); end (3) (3) x（n）=3.0sin =3.0sin（0.16 0

8、.16 ）+cos +cos（0.8 0.8 ） n ? n ?圖 1輸入信號是頻率為 800Hz 和 4kHz 的三角波的疊加，經(jīng)過截止頻率為 2KHz 的 FIR 低通濾波器，4kHz 頻率成分被濾除，800Hz 頻率成分留下，實驗結(jié)果如圖1 所示，與理論分析符合。(4) (4) x（n）=1.5sin(0.2 =1.5sin(0.2 )-cos(0.4 )-cos(0.4 )+1.2sin(0.9 )+1.2sin(0.9 ) n