數(shù)字信號處理實驗報告4-MATLAB設計FIR濾波器

浙江萬里學院實驗報告成績成績：教師：課程名稱：數(shù)字信號處理實驗名稱：用窗函數(shù)法設計FIR數(shù)字濾波器專業(yè)班級：電子104姓名：黃文龍學號：2010014139實驗日期：2012/12/5實驗目的：掌握用窗函數(shù)法設計FIR數(shù)字濾波器的原理和方法。熟悉線性相位FIR數(shù)字濾波器的特性。了解各種窗函數(shù)對濾波器特性的影響。實驗內容：設計低通FIR數(shù)字濾波器時，一般以理想低通濾波特性為逼近函數(shù)，即其中如果所希望的濾波器的理想的頻率響應函數(shù)為，則其對應的單位脈沖響應為（4.1）窗函數(shù)設計法的基本原理是用有限長單位脈沖響應序列逼近。由于往往是無限長序列，而且是非因果的，所以用窗函數(shù)將截斷，并進行加權處理，得到： （4.2）就作為實際設計的FIR數(shù)字濾波器的單位脈沖響應序列，其頻率響應函數(shù)為 產生長度為51的漢明窗序列M=51;n=[0:1:M-1];w=hamming(M);Stem(n,w)用窗函數(shù)法設計FIR低通濾波器通帶頻率0.2pi，通帶波紋0.25db阻帶頻率0.3pi，阻帶衰減50db設計function函數(shù)functionhd=ideal_lp(wc,M)alpha=(M-1)/2;n=[0:1:M-1];m=n-alpha+eps;hd=sin(wc*m)./(pi*m);主函數(shù)wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;trans_width=ws-wp;M=ceil(6.6*pi/trans_width)+1;n=[0:1:M-1];wc=(ws+wp)/2;hd=ideal_lp(wc,M);w_ham=(hamming(M))';h=hd.*w_ham;figure(1)subplot(2,1,1)stem(n,hd)subplot(2,1,2)stem(h)figure(2)subplot(2,1,1)freqz(hd,1)subplot(2,1,2)Fs=1000;N=200;[H,F]=freqz(h,1,N,Fs);plot([0:Fs/(2*N):(Fs-Fs/N)/2],abs(H))圖一為理想低通濾波器的脈沖響應圖二為加窗后的脈沖響應圖一為幅頻特性，可知阻帶頻率約為0.25pi，波紋約為0.25db阻帶衰減約為50db，頻率為0.3pi圖二為幅頻特性通帶為100hz，阻帶為150hz設計40階的FIR低通濾波器通帶截至為0.2pib=fir1(40,0.2);n=1:41;figure(1)stem(n,b)figure(2)freqz(b,1)濾波器的單位樣響應幅頻特性產生數(shù)字角頻率為0.1pi的含噪聲的正弦波N=256;n=[0:1:N-1];x=sin(0.1*pi*n);x_n=x+randn(1,N);X=fft(x_n,N);magX=abs(X);subplot(2,1,1)plot(x_n);title('x(n)混合噪聲');subplot(2,1,2)k=0:1:N/2-1;w=2*pi/N*k;plot(w/pi,magX(1:N/2));title('頻譜');設計截至頻率為0.15pi的FIR低通濾波器對x濾波N=256;n=[0:1:N-1];x=sin(0.1*pi*n);x_n=x+randn(1,N);Z=fft(x,N);magZ=abs(Z);X=fft(x_n,N);magX=abs(X);b=fir1(80,0.15);y=fftfilt(b,x_n);Y=fft(y,N);magY=abs(Y);figure(1)subplot(2,1,1)plot(x_n);title('x(n)混合噪聲');subplot(2,1,2)k=0:1:N/2-1;w=2*pi/N*k;plot(w/pi,magX(1:N/2));title('頻譜');figure(2)subplot(2,1,1)plot(y);title('濾波后');subplot(2,1,2)k=0:1:N/2-1;w=2*pi/N*k;plot(w/pi,magY(1:N/2));title('濾波后頻譜');figure(3)subplot(2,1,1)plot(x);title('x信號');subplot(2,1,2)k=0:1:N/2-1;w