fir濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告10通信邵錳

1、實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 02 FIR 濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)10 10 級(jí)軌道通信 級(jí)軌道通信邵錳 邵錳 1042401029 1042401029 許長(zhǎng)浩 許長(zhǎng)浩 1042401044 1042401044 蔣屹 蔣屹 1042401037 1042401037一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 通過實(shí)驗(yàn)鞏固 FIR 濾波器的認(rèn)識(shí)和理解。 （2） 熟練掌握 FIR 低通濾波器的窗函數(shù)設(shè)計(jì)方法。（3） 理解 FIR 的具體應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)

2、內(nèi)容 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在通信、信息處理以及信號(hào)檢測(cè)等應(yīng)用領(lǐng)域廣泛使用濾波器進(jìn)行去噪和信號(hào)的增強(qiáng)。FIR 濾波器由于可實(shí)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(jì)方法是窗函數(shù)設(shè)計(jì)法。設(shè)計(jì)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(shí)域響應(yīng) hd（n） 。（3）選擇窗函數(shù) w（n） ，確定窗長(zhǎng) N。（4）將 hd（n）右移（N-1）/2 點(diǎn)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(shí)現(xiàn) FIR 濾波器或依據(jù)系統(tǒng)函數(shù)由硬件實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)要求采用哈明窗設(shè)計(jì)一個(gè) FIR 低通濾波器并由軟件實(shí)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(shí)驗(yàn)中，窗長(zhǎng)度 N 和截止頻率 fc 應(yīng)該都能調(diào)節(jié)。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下： （1）設(shè)計(jì) FIR 低通濾波器（FIR_LPF） （書面進(jìn)行） 。（2）依據(jù)差分方程編程實(shí)現(xiàn) FIR 低通濾波器。 （3）輸入信號(hào) x（n）=3.0sin（0.16 ）+cos（0.8 ）到 fc=2000Hz，N=65 n ? n ?的 FIR_LPF，求輸出信號(hào) y（n） ，理論計(jì)算并畫出 0≤f≤fs 范圍輸入信號(hào)

5、 x（n）和輸出信號(hào) y（n）的幅度譜，標(biāo)出峰值頻率，觀察濾波器的實(shí)際輸出結(jié) 果，分析其正確性。（4）輸入信號(hào) 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(hào) y（n） ，理論計(jì)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(hào)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(shí)驗(yàn)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