实验6FIR滤波器设计.doc

页眉内容课程编号 实验项目序号 本科学生实验卡和实验报告信息科学与工程学院通信工程专业 2013级 1301 班课程名称：数字信号处理实验项目：FIR滤波器设计2015〜〜2016学年 第 二 学期学号：0104 姓名： 王少丹 专业年级班级： 通信1301 四合院—实验室 组别 实验日期 2016 年 6 月___12— 日课 程 名 称数字信号处理实验课时4实 验 项 目 名 称 和 编 号FIR滤波器设计同组者姓 名实 验 目 的学会运用MATLA产生常用离散时间信号实 验 环 境MATLAB(1)认真复习FIR数字滤波器的基本概念，线性相位 FIR滤波器的条件和特实点、幅度函数特点、零点位置的基本特点与性质；窗函数设计法的基本概念与方验法，各种窗函数的性能和设计步骤，线性相位 FIR低通、高通、带通和带阻滤内波器的设计方法，频率米样设计法的基本概念和线性相位的实现方法容(2)掌握几种线性相位的特点，熟悉和掌握矩形窗、三角形窗、汉宁窗、海明和窗、布莱克曼窗、 凯塞窗设计IIR 数字滤波器的方法， 熟悉和掌握频率抽样原设计法的线性相位的设计方法，并对各种线性相位的频率抽样法的设计给出调整理和改进。

3)熟悉利用MATLAB进行各类FIR数字滤波器的设计方法a.设线性相位FIR滤波器单位抽样响应分别为h(n )={ -4,1, -1，- 2,5,6,5, -2, -1,1, -4}h(n )={ -4,1, -1，- 2,5,6,6,5,- 2, -1,1，- 4}h(n )={ -4,1，-〔，-2,5,0,- 5,2,1，- 1,4}h(n )={ -4,1, -1, -2,5,6,- 6, -5,2,1, -1,4}分别求出滤波器的幅度频率响应 H( 3 )，系统函数H(z)以及零极点分布，并绘制相应的波形和分布图实Type2:验Type3:步Type4:骤b.设计FIR数字低通滤波器，技术指标为：3 p=0.2n，3 st=0.3n, S 1=0.25dB，方S 2=50dB法(1)通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；关⑵求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形键(3)选择凯塞窗函数设计该滤波器，并绘制相应的波形图代c.设计FIR数字带通滤波器，技术指标为：码下阻带边缘：3 st1=0.2n，S s1=60dB，下通带边缘：3 p仁0.35n，S p仁1dB; 上通带边缘：3 p2=0.65n，S p仁 1dB,上阻带边缘：3 st2=0.8n，S s2=60dB;(1)通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；⑵求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形。

d.设计FIR数字带通滤波器，技术指标为：下阻带边缘：3 st1=0.2n， S s1=60dB，下通带边缘：3 p1=0.4n， S p仁1dB;上 通带边缘：3 p2=0.6n，S p仁 1dB，上阻带边缘：3 st2=0.8n，S s2=60dB;(1)通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；⑵求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形e. 设计FIR数字带通滤波器，技术指标为：下阻带边缘：3 st1=0.2n, S s1=20dB,下通带边缘：3 p1=0.4n, S p仁1dB;上 通带边缘：① p2=0.6n,S p仁 1dB, 上阻带边缘：3 st2=0.8n,S s2=20dB;(1)通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；⑵求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形f. 设计FIR数字高通滤波器，技术指标为：通带截止频率为3 p=15n /27,阻带 截止频率为3 st=11n /27,通带最大衰减为S 1=2.5dB,阻带最小衰减为S 2=55dB (1)通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；⑵求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形系统一：g. 设计FIR数字高通滤波器，技术指标为：通带截止频率为3 p=0.6n，阻带截止频率为3 st=0.4n，通带最大衰减为S 1=0.25dB，阻带最小衰减为S 2=40dB。

1)通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；⑵求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形h. 滤波器的技术指标为：通带截止频率为3 p=0.6n，阻带截止频率为3 st=0.4n, 通带最大衰减为S 1=0.25dB，阻带最小衰减为S 2=40dB1)通过技术指标，选择一种窗函数设计一个具有n /2相移的FIR高通滤波器； ⑵求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形i. 设计FIR数字带阻滤波器，其技术指标为：低端阻带边缘：3 st1=0.4n, S s1=40dB,低端通带边缘：3 p1=0.2n, S p仁1dB； 高端通带边缘：3 p2=0.8n, S p仁1dB,高端阻带边缘：3 st2=0.6n, S s2=40dB;(1)通过技术指标，选择一种窗函数进行设计；⑵求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形切已24FIR滤波器的单位抽样响应为 h(n)=1/9{ }，编制MATLAB程序求系统的频率采样型结构的系数，并画出频率抽样型结构m. 一个理想差分器的频率响应为： ■ '用长度为21的汉宁窗设计一个数字 FIR差分器，并绘制其时域和频率的响应 波形n. 利用汉宁窗设计一个长度为 25的数字希尔伯特变换器，并绘制它的时域和频 域的响应波形。

p. FIR数字低通滤波器的技术指标为：3 p=0.2 n,3 st=0.3n,S 1=0.25dB,S2=50dB利用频率采样方法设计 FIR数字滤波器，并绘制滤波器的单位冲激响 应、幅度频率响应的波形q. 用窗函数法设计一个线性相位的 FIR数字低通滤波器，其技术指标为：3p=0.2n,3 st=0.4n,S 1=0.25dB,S 2=50dB⑴求滤波器的单位抽样响应、频率响应，并绘制波形2)对该滤波器输入一个宽度为 10的矩形序列，求滤波器的输出信号，并绘制 相应的波形图测 试 记 录 分 析 结 论理论与实验值相符后附代码)小 结认真复习FIR数字滤波器的基本概念，线性相位 FIR滤波器的条件和特点、幅度函数特点、零点位置的基本特点与性质；窗函数设计法的基本概念与方 法，各种窗函数的性能和设计步骤，线性相位 FIR低通、高通、带通和带阻滤波器的设计方法，频率采样设计法的基本概念和线性相位的实现方法以下由实验教师填写记 事 评 议成 绩 评 疋平时成绩 实验报告成绩 综合成绩指导教师签名：代码:wp = 0.2*pi;ws = 0.4*pi; tr_width = ws-wp;M = ceil(6.6*pi/tr_width)+1;n = [0:1:M-1];wc = (ws+wp)/2;hd = ideal_lp(wc,M); w_ham = (hamming(M))'; h = hd.*w_ham;[db,mag,pha,H,w] = freqz_m3(h,[1]);delta_w = 2*pi/1000;Rp = -(min(db(1:1:wp/delta_w+1)));As = -round(max(db(ws/delta_w+1:1:501))); figure(1)subplot(221)stem(n,hd);title( 'Ideal Impulse Rresponse' ) axis([0 M-1 -0.1 0.3]);xlabel( 'n' );ylabel( 'hd(n)' ) subplot(222)stem(n,w_ham);title( 'Hamming Window' ) axis([0 M-1 0 1.1]);xlabel( 'n' );ylabel( 'w(n)' ) subplot(223)stem(n,h);title( 'Actual Impuse Response' ) axis([0 M-1 -0.1 0.3]);xlabel( 'n' );ylabel( 'h(n)' ) subplot(224)'decibels' )plot(w/pi,db);title( 'Magnitude Response in db' );grid axis([0 1 -100 10]);xlabel( 'frequence in \pi unit' );ylabel( %solution of problem (b)Rn = stepseq(0,0,9)n = 0:1:9dw = w(2)-(1)w = [-fliplr(w),w(2:501)]H = [fliplr(H),H(2:501)]xw = Rn *(exp(-j)).A( n'*w)answ = H.*xwRnn = an sw*exp(-j).A(w'* n)*dw/(2*pi)figure(2) subplot(221)stem(n,Rn)xlabel( 'n' );ylabel( 'Rn');title('input rectangle signal in T-domain'subplot(222)stem(w/pi,xw)xlabel( 'w/\pi');ylabel('Rw' );title('input rectangle signal in F-domain'subplot(223)plot(w/pi,abs(answ))xlabel( 'w/\pi'after filteration');ylabel()'Magnitude of H(w)');title('output signal in F-domainsubplot(224)stem(n,abs(Rnn))xlabel( 'n' );ylabel('Rnn');title('output signal in T-domain after filteration'M = 25; alpha = (M-1)/2; n = 0:M-1;hd = (2/pi)*((s in ((pi/2)*( n-alpha)).A2)./(n-alpha)); hd(alpha+1)=0;w_han = (hann(M))'; h = hd .* w_han; [Hr,w,P,L] = Hr_Type3(h);'Ideal Impulse Response'subplot(2,2,1); stem(n,hd); title(axis([-1 M -1.2 1.2]); xlabel( subplot(2,2,2); stem(n,w_han);title('n' ); ylabel( 'hd(n)' );'Hann Window' )axis([-1 M 0 1.2]); xlabel('n' ); ylabel('w(n)' )subplot(2,2,3); stem(n,h);title('Actual Impulse Response'axis([-1 M -1.2 1.2]); xlabel('n' ); ylabel('h(n)' )w = w'; Hr =。