基于Kaiser的FIR數(shù)字濾波器設計報告書

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上課 程 設 計 課程設計名稱：基于Kaiser窗的FIR數(shù)字低通濾波器設計 專 業(yè) 班 級 ： 電信1003班 學 生 姓 名 ： 董成成 學 號 ： 9 指 導 教 師 ： 李相國 課程設計時間： 2013年6月 電子信息工程 專業(yè)課程設計任務書學生姓名董成成專業(yè)班級電信1003班學號9題 目基于Kaiser窗的FIR數(shù)字低通濾波器設計課題性質工程技術研究課題來源自擬課題指導教師李相國同組姓名主要內容 設計一個具有如下性能指標的FIR數(shù)字低通濾波器：=0.25，=0.4，=0.01，=0.001；窗函數(shù)為Kaiser窗；分析最后設計結果性能。任務要求1. 溫習窗函數(shù)

2、法設計數(shù)字FIR濾波器的原理和設計方法；2. 求出最后所設計出的濾波器沖激響應系數(shù)；3. 繪制所設計濾波器的增益響應曲線。參考文獻1 胡廣書. 數(shù)字信號處理理論、算法與實現(xiàn)M. 北京: 清華大學出版社, 1997.2 R. Lyons. Understanding Digital Signal Processing M. 2nd ed. Prentice Hall PTR., 2004.3 A.V.奧本海姆, R.W.謝弗 and J.R.巴克. 離散時間信號處理M. 第二版. 西安交通大學出版社, 2001.4 S. K. Mitra. Digital Signal Processing:

3、A Computer-Based ApproachM. 3rd ed. McGraw-Hill, 2005.審查意見指導教師簽字：教研室主任簽字： 年 月 日 說明：本表由指導教師填寫，由教研室主任審核后下達給選題學生，裝訂在設計（論文）首頁1 需求分析 基于Kaiser窗的FIR低通濾波器是利用Kaiser函數(shù)截取無限沖擊響應h(n)，最后利用函數(shù)freqz得到加窗后的濾波器的幅頻響應和相頻響應。2 概要設計開始讀入窗口長度M計算hd(n)用Kaiser窗函數(shù)求w(n)計算H(k)=frezh(n)繪圖子（函數(shù)）繪制H(k)幅度相位曲線結束圖6-1 主程序框圖計算h(n)= hd(n) w(

4、n)（1）代入?yún)?shù)值，計算、M的值：omegap=0.25*pi;omegas=0.4*pi;deltap=0.01;deltas=0.001;omegac=(omegap+omegas)/2;deltaomega=omegas-omegap;As=-20*log10(deltas);beta=0.1102*(As-8.7);M=ceil(As-8)/(2.285*deltaomega);（2）定義定義域，Kaiser函數(shù)求得，截取沖擊響應h(n)得出濾波器時域值h,并求其頻域特性：n=0:M;p=M/2;wk=kaiser(M+1,beta);h=(sin(omegac*(n-p)./(pi

5、*(n-p+eps).*wk'H,w=freqz(h,1);（3）定義定義域，畫濾波特性Nc=fix(omegac/(pi/length(w);>> Hd=ones(1,Nc),zeros(1,length(w)-Nc);>> N=length(h);L=N/2;>> b=2*(h(L:-1:1);k=1:1:L;k=k-0.5;w1=0:1:511'*pi/512;>> A2=cos(w1*k)*b'>> E=Hd-A2'>> subplot(3,1,1)>> stem(n,h

6、,'fill','MarkerSize',2)>> axis(0,N,-0.1,0.5)>> subplot(3,1,2)>> plot(w,20*log10(abs(H)>> axis(0 pi -100 10)>> subplot(3,1,3)>> plot(w,E)>> axis(0 pi -0.001 0.001)3 運行環(huán)境 Window2003系統(tǒng)和Win7系統(tǒng) 4 開發(fā)工具和編程語言 Matlab軟件、Matlab語言5 詳細設計>> clear; -【

7、清除變量】-omegap=0.25*pi;omegas=0.4*pi;deltap=0.01;deltas=0.001;omegac=(omegap+omegas)/2;deltaomega=omegas-omegap;-【利用 計算得出和】-As=-20*log10(deltas);beta=0.1102*(As-8.7);M=ceil(As-8)/(2.285*deltaomega);-【利用 算得、和階數(shù)M 】-n=0:M;p=M/2;wk=kaiser(M+1,beta);h=(sin(omegac*(n-p)./(pi*(n-p+eps).*wk'-【根據(jù)Kaiser函數(shù)求得

8、，截取沖擊響應得到濾波器時域表達式】-H,w=freqz(h,1);-【利用frez函數(shù)求出濾波器頻域的表達式】-Nc=fix(omegac/(pi/length(w);>> Hd=ones(1,Nc),zeros(1,length(w)-Nc);>> N=length(h);L=N/2;>> b=2*(h(L:-1:1);k=1:1:L;k=k-0.5;w1=0:1:511'*pi/512;>> A2=cos(w1*k)*b'>> E=Hd-A2'>> subplot(3,1,1)>>

9、 stem(n,h,'fill','MarkerSize',2)>> axis(0,N,-0.1,0.5)>> subplot(3,1,2)>> plot(w,20*log10(abs(H)>> axis(0 pi -100 10)>> subplot(3,1,3)>> plot(w,E)>> axis(0 pi -0.001 0.001)-【定義定義域，畫濾波特性，所利用的函數(shù)有：fix取整函數(shù)，ones生成全1矩陣，zeros生成全零矩陣，subplot畫子圖，plot畫圖函

10、數(shù)，axis函數(shù)規(guī)定橫縱坐標范圍】-6 調試分析此次課程設計沒有調用子函數(shù)，整個程序實現(xiàn)得出基于Kaiser窗函數(shù)的濾波特性，在編寫的過程中，通過查閱Matlab書籍和數(shù)字信號處理教科書，不斷完善，不斷修改，得到理想的實驗結果。7 測試結果參考文獻1 胡廣書. 數(shù)字信號處理理論、算法與實現(xiàn)M. 北京: 清華大學出版社, 1997.2 R. Lyons. Understanding Digital Signal Processing M. 2nd ed. Prentice Hall PTR., 2004.3 A.V.奧本海姆, R.W.謝弗 and J.R.巴克. 離散時間信號處理M. 第二版.

11、 西安交通大學出版社, 2001.4 S. K. Mitra. Digital Signal Processing: A Computer-Based ApproachM. 3rd ed. McGraw-Hill, 2005.心得體會 通過本次課程設計，又加深了對軟件Matlab的使用以及其中函數(shù)的熟悉，最重要的是學習了如何利用窗函數(shù)法設計FIR濾波器，從自己的基于Kaiser窗函數(shù)的FIR低通濾波器的設計，知道如何實現(xiàn)FIR的濾波器的設計；同樣，高通，帶通設計思路也會很清晰，以及牽涉到利用其它窗函數(shù)，和IIR濾波器設計，相信經(jīng)過自己的慢慢學習，也會設計出來。因此，自己通過這次課程設計，收獲頗為豐富。 信息科學與工程 學院課程設計成績評價表課程名稱：數(shù)字信號處理設計題目：基于Kaiser窗的FIR數(shù)字低通濾波器設計專業(yè)：電子信息工程 班級：1003班 姓名：董成成 學號：9序號評審項目分 數(shù)滿分標準說明1內 容思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確；設計方法科學，分析歸納合理；結論嚴謹，設計有應用價值。任務飽滿，工作量適中2創(chuàng) 新內容新穎，設計能反映新技術，對前人工作有改進或突破，或有獨特見解3完整性、實用性整體構思后合理，理論依據(jù)充分，設計完整，實用性強4數(shù)據(jù)準確、可靠數(shù)據(jù)準確，算法設計合理5規(guī) 范 性設計格式