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DSP课程设计报告FIR滤波器的设计.doc
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1、本科课程设计报告课程名称: DSP原理及应用 设计项目: FIR滤波器的设计 实验地点: 多学科楼机房 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 2012年1月8日一、设计目的:1、掌握数字滤波器的设计过程;2、了解FIR的原理和特性;3、熟悉设计FIR数字滤波器的原理和方法;4、学习FIR滤波器的DSP的实现原理;5、学习使用CCS的波形观察窗口观察输入/输出信号波形和频谱变化情况。二、设计内容:1、通过MATLAB来设计一个低通滤波器,对它进行模拟仿真确定FIR滤波器系数;2、用DSP汇编语言进行编程,实现FIR运算,对产生的合成信号,滤除信号中高频成分,观察滤波前后波形的变化。三、设计
2、原理:FIR数字滤波器是一种非递归系统,其传递函数为:H(z)=Y(z)/X(z)=b(n)z-n 由此可得到系统的差分方程为:y(n)=h(i)x(n-i),其冲击响应h(n)是有限长序列,它其实就是滤波器系数向量b(n),N为FIR滤波器的阶数。 为了使滤波器满足线性相位条件,要求其单位脉冲响应h(n)为实序列,且满足偶对称或奇对称条件,即h(n)=h(N-1-n)或h(n)=- h(N-1-n)这样,当N为偶数时,偶对称线性相位FIR滤波器的差分方程表达式为:y(n)=h(i)x(n-i)+x(N-1-n-i)应用MATLAB设计FIR滤波器的主要任务就是根据给定的性能指标设计一个H(z
3、),使其逼近这一指标,进而计算并确定滤波器的系数b(n),再将所设计滤波器的幅频响应、相频响应曲线作为输出,与设计要求进行比较,对设计的滤波器进行优化,设计完成之后将得到FIR滤波器的单位冲击响应序列h(n)的各个参数值。matlab用fir1函数设计FIR滤波器:fir1函数用来设计标准频率响应的基于窗函数的FIR滤波器,可实现加窗线性相位FIR数字滤波器的设计。具体语法如下: b=fir1(n,Wn) b=fir1(n,Wn,ftype) b=fir1(n,Wn,Window) b=fir1(n,Wn,ftype,Window)其中n为滤波器的阶数;Wn为滤波器的截止频率; ftype为用
4、来决定滤波器的类型,当ftype=high时,可设计高通滤波器;当ftype=stop时,可设计带阻滤波器。Window为用来指定滤波器采用的窗函数类型,Window参数可采用的窗口函数有: Boxcar,Hanning,Bartlett,Blackman,Kasier和chebwin等,其默认时为Hamming窗,从而得到滤波器的系数。 matlab用fir2函数设计FIR滤波器:fir2函数用来设计有任意频率响应的各种加窗FIR滤波器。具体语法如下: b=fir2(n,f,m) b=fir2(n,f,m,Window) b=fir2(n,f,m,npt) b=fir2(n,f,m,npt,
5、Window) b=fir2(n,f,m,npt,lap) b=fir2(n,f,m,nptt,lap,Window) 其中n为滤波器的阶数;f为频率点矢量;m为幅度点矢量;Window用来指定所使用的窗函数类型,默认值为汉明(Hamming)窗;npt用来指定fir2函数对频率响应进行内插的点数;lap用来指定fir2函数在重复频率点附近插入的区域大小,从而得到滤波器的系数。四、主要参数:滤波器阶数n为40,截止频率为wp=0.35, ws=0.4。五、总体方案设计:1、由给定的设计参数确定滤波器的系数:根据给定的设计参数,滤波器系数可由MATLAB中的fir2函数产生,函数调用格式为:f
6、=0 0.35 0.4 1;m =1 1 0 0;b =fir2(39, f, m)求得的系数为:b =Columns 1 through 6-0.0007 0.003 0.0014 0.0010 -0.0016 -0.0038 Columns 7 through 12-0.0008 0.0064 0.0081 -0.0030 -0.0169 -0.0118Columns 13 through 180.0162 0.0353 0.0083 -0.0515 -0.0689 0.0247Columns 19 through 240.2051 0.3523 0.3523 0.2051 0.0247
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