《數(shù)字信號(hào)處理》課程設(shè)計(jì)FIR窗函數(shù)濾波器的設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
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1、 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程設(shè)計(jì)名稱(chēng):信號(hào)分析與處理課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目:用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)fir數(shù)字濾波器初始條件:1. matlab6.5以上版本軟件;2. 課程設(shè)計(jì)輔導(dǎo)資料:“matlab語(yǔ)言基礎(chǔ)及使用入門(mén)”、“信號(hào)與系統(tǒng)”、“數(shù)字信號(hào)處理原理與實(shí)現(xiàn)”、“matlab及在電子信息課程中的應(yīng)用”等;3. 先修課程:信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、matlab應(yīng)用實(shí)踐及信號(hào)處理類(lèi)課程等。要求完成的主要任務(wù):(包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求,以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要求)1. 課程設(shè)計(jì)時(shí)間:1周;2. 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容:用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)fir數(shù)字濾波器,具體包括:用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)fir數(shù)字濾波器基本方法,各種窗

2、函數(shù)的應(yīng)用、比較、選擇,線(xiàn)性相位fir濾波器的設(shè)計(jì)等;3. 本課程設(shè)計(jì)統(tǒng)一技術(shù)要求:研讀輔導(dǎo)資料對(duì)應(yīng)章節(jié),對(duì)選定的設(shè)計(jì)題目進(jìn)行理論分析,針對(duì)具體設(shè)計(jì)部分的原理分析、建模、必要的推導(dǎo)和可行性分析,畫(huà)出程序設(shè)計(jì)框圖,編寫(xiě)程序代碼(含注釋?zhuān)?,上機(jī)調(diào)試運(yùn)行程序,記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(含計(jì)算結(jié)果和圖表),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié),按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示和答辯等;4. 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按學(xué)?!罢n程設(shè)計(jì)工作規(guī)范”中的“統(tǒng)一書(shū)寫(xiě)格式”撰寫(xiě),具體包括: 目錄; 與設(shè)計(jì)題目相關(guān)的理論分析、歸納和總結(jié); 與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的原理分析、建模、推導(dǎo)、可行性分析; 程序設(shè)計(jì)框圖、程序代碼(含注釋?zhuān)?、程序運(yùn)行結(jié)果和圖表、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和總結(jié)

3、; 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)(至少500字); 參考文獻(xiàn)(不少于5篇); 其它必要內(nèi)容等。時(shí)間安排: 1周(第18周) 周一 在圖書(shū)館和上網(wǎng)查資料周二 確定大概的設(shè)計(jì)方案周三 看懂別人寫(xiě)過(guò)的精彩例子 周四 自己用matlab編寫(xiě)課程設(shè)計(jì) 周五 調(diào)試程序和向別人請(qǐng)教周六 課程設(shè)計(jì)答辯附具體設(shè)計(jì)內(nèi)容:1. 用矩形窗設(shè)計(jì)一個(gè)fir線(xiàn)性相位數(shù)字低通濾波器,已知。求出并畫(huà)出幅頻響應(yīng)特性曲線(xiàn)。2. 用三角形窗設(shè)計(jì)一個(gè)fir線(xiàn)性相位數(shù)字低通濾波器,已知;要求畫(huà)出濾波器的曲線(xiàn)。3. 用布萊克曼窗設(shè)計(jì)一個(gè)fir線(xiàn)性相位相移的數(shù)字帶通濾波器設(shè)。試求出的表達(dá)式,并畫(huà)出曲線(xiàn)。基于fir窗函數(shù)濾波器的設(shè)計(jì)(1)矩形窗fir濾

4、波器設(shè)計(jì)clear all;n=21;wc=pi/2;%理想低通濾波器設(shè)計(jì)(怎樣設(shè)計(jì)理想高通、帶通、帶阻濾波器?)alpha=(n-1)/2;n=0:(n-1); m=n-alpha+eps;hd=wc/pi*sin(wc*m)./(pi*m);% hd=(sin(pi*m)-sin(wc*m)./(pi*m);b=boxcar(n);%矩形窗string=boxcar ,n=21,num2str(n); h=hd.*(b); %加窗截取%以上過(guò)程可直接調(diào)用fir1實(shí)現(xiàn)%wc=wc/pi;%頻率歸一化%h=fir1(n-1,wc,boxcar(n);h,m=freqz(h,1,1024,who

5、le); %頻率響應(yīng) mag=abs(h);db=20*log10(mag+eps)/max(mag);pha=angle(h);figure(1);stem(b);axis(-2 25 0 1);grid;xlabel(n);title(三角窗函數(shù));figure(2);n=0:n-1;stem(n,h,.)axis(0 n-1 -0.1 0.3)hold onn=0:n-1;x=zeros(n);plot(n,x,-)hold offxlabel(n)ylabel(h(n)title(實(shí)際低通濾波器的h(n)text(0.3*n,0.27,string)figure(3);plot(m/p

6、i,db)axis(0 1 -100 5)xlabel(w/pi)ylabel(db)title(幅頻衰減特性)grid onfigure(4);plot(m,pha)hold onn=0:7;x=zeros(8);plot(n,x,-)hold offaxis(0 3.15 -4 4)xlabel(頻率(rad)ylabel(相位(rad)title(相頻特性)figure(5);plot(m,mag)axis(0 3.15 0 0.6)xlabel(頻率w(rad)ylabel(幅值)title(幅頻特性)text(0.9,1.2,string)(2)三角窗函數(shù)fir濾波器設(shè)計(jì)clear

7、all;n=51;wc=pi/2;%理想低通濾波器設(shè)計(jì)(怎樣設(shè)計(jì)理想高通、帶通、帶阻濾波器?)alpha=(n-1)/2;n=0:(n-1); m=n-alpha+eps;hd=wc/pi*sin(wc*m)./(pi*m);% hd=(sin(pi*m)-sin(wc*m)./(pi*m);b=bartlett(n);%矩形窗string=boxcar ,n=,num2str(n); h=hd.*(b); %加窗截取%以上過(guò)程可直接調(diào)用fir1實(shí)現(xiàn)%wc=wc/pi;%頻率歸一化%h=fir1(n-1,wc,boxcar(n);h,m=freqz(h,1,1024,whole); %頻率響應(yīng)

8、 mag=abs(h);db=20*log10(mag+eps)/max(mag);pha=angle(h);figure(1);stem(b);axis(0 52 0 1);grid;xlabel(n);title(三角窗函數(shù));figure(2);n=0:n-1;stem(n,h,.)axis(0 n-1 -0.1 0.3)hold onn=0:n-1;x=zeros(n);plot(n,x,-)hold offxlabel(n)ylabel(h(n)title(實(shí)際低通濾波器的h(n)text(0.3*n,0.27,string)figure(3);plot(m/pi,db)axis(0

9、 1 -50 1)xlabel(w/pi)ylabel(db)title(幅頻衰減特性)grid onfigure(4);plot(m,pha)hold onn=0:7;x=zeros(8);plot(n,x,-)hold offaxis(0 3.15 -4 4)xlabel(頻率(rad)ylabel(相位(rad)title(相頻特性)figure(5);plot(m,mag)axis(0 3.15 0 0.6)xlabel(頻率w(rad)ylabel(幅值)title(幅頻特性)text(0.9,1.2,string)(3)布拉克曼窗函數(shù)fir濾波器設(shè)計(jì)wls = 0.2*pi; wl

10、p = 0.35*pi; whp = 0.65*pi; wc = wlp/pi,whp/pi; b = wlp-wls; n = 51; n=0:n-1; window=blackman(n); h1,w=freqz(window,1); figure(1); stem(window); xlabel(n); title(blackman窗函數(shù)); figure(2); plot(w/pi,20*log(abs(h1)/abs(h1(1); grid; xlabel(w/pi); ylabel(幅度(db); title(blackman窗函數(shù)的頻譜); hn = fir1(n-1,wc,blackman(n); h2,w=freqz(hn,1,512); figure(3); stem(n,hn); xlabel(n); ylabel(h(n); title(blackman窗函數(shù)的單位脈沖響應(yīng));figure(4);

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