基于汉宁窗的fir数字滤波器

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1、课程设计目的（1）熟悉用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理与方法；（2）了解用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器的原理与方法；（3）掌握调用MATLAB信号处理工具箱中滤波器设计函数（或滤波器设计分析工具fdatool）设计各种FIR数字滤波器，学会根据滤波需求确定滤波器指标参数。（4）通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱，加深对数字滤波器的概念理解。课程设计要求（1）简述线性相位FIR滤波器的特点及条件；（2）简述窗函数法FIR滤波器的设计步骤和等波纹最佳逼近法的设计思想；（3）解释吉布斯效应，比较各种典型窗函数的

2、性能特点；（4）完成以上设计实验，并对结果进行分析和解释；（5）打印程序清单和要求画出的信号波形；（6）写出本次课程设计的收获和体会。课程设计注意事项（1）采样间隔采样间隔过大或过小都会产生较大的误差和频谱混叠现象，因此采样频率通常选为（3～4）fh(fh为信号的最高频率)。（2）截断、泄露和窗函数为了减小截断的影响，常采用其他的时窗函数来对所截取的时域信号进行加权处理。所选的窗函数应力求其频谱的主瓣宽度窄些，旁瓣幅度小些。课程设计内容用汉宁窗函数法设计一个数字FIR带通滤波器，要求通带边界频率为400Hz，500Hz，阻带边

3、界频率为350Hz，550Hz，通带最大衰减1dB，阻带最小衰减40dB，抽样频率为2000Hz，用MATLAB画出幅频特性，画出并分析滤波器系统函数的零极点；信号经过该滤波器，其中450Hz，600Hz，滤波器的输出．课程设计简要操作步骤1.选题：我选的课题是基于汉宁窗的ＦＩＲ数字滤波器设计；2.了解数字滤波器和汉宁窗的设计原理；3.掌握了解课程设计的设计要求和设计方法，开发及设计工具的使用方法；4.根据指标要求拟定设计方案，对设计方案进行分析选择最优设计方案进行设计；5.在Matlab软件环境下编写仿真程序，运行观察仿真结

4、果进行分析得出结论；6.整理清单和目录，书写设计报告。课程设计心得体会 通过两周的基于汉宁窗的ＦＩＲ数字滤波器设计，对于MATLAB语句有了更加深刻的理解，也注意到了一些运算符号的使用，掌握了一些课程设计的设计要求和设计方法，开发及设计工具的使用方法，最重要的是通过这一设计实践的过程，我们不再约束在理论上，而且锻炼了动手能力和分析解决问题的能力，积累了经验，培养了按部就班，一丝不苟的态度和对所学知识的综合应用能力，而且通过同学间的分组合作课题，锻炼了我们的团队合作能力。     这次的数字信号处理实训，让我受益匪浅，不只是老师

5、和书本带来的知识与收获，还可以通过我们的自我实践来完成目标设计，是对我们很好的锻炼，既巩固知识，又提高了实践动手能力。课程设计评语及成绩评语成绩指导教师（签名）年月日　　目录目录4一．摘要5二．原理说明62.1数字滤波技术62.2FIR滤波器7三．窗函数简介：汉宁窗8四．程序设计9五．结果与分析125.1汉宁窗函数仿真结果125.2汉宁窗函数仿真结果分析14六．总结与体会14七.致谢15八．参考文献15一．摘要数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。根据其单位冲激响应函数

6、的时域特性可分为两类：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。与IIR滤波器相比，FIR的实现是非递归的，总是稳定的；更重要的是，FIR滤波器在满足幅频响应要求的同时，可以获得严格的线性相位特性。因此，它在高保真的信号处理，如数字音频、图像处理、数据传输、生物医学等领域得到广泛应用。滤波器的设计是信号处理的核心问题之一。根据FIR滤波器的原理，提出了FIR滤波器的窗函数设计法，给出了在MATLAB环境下，用窗函数法设计FIR滤波器的过程和设计实例。通过利用汉宁窗函数方法设计FIR滤波器，对所设计的滤波器进行

7、分析比较，得出设计的滤波器的优缺点及其不同的使用场合，从而可以在设计滤波器时能够正确的选择FIR数字滤波器的窗函数的选取及设计方法。关键词：MATLAB汉宁窗二．原理说明　随着信息时代的到来，数字信号处理已经成为一门极其重要的学科和技术，并且在通信、语音、图像、自动控制等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理中，数字滤波器占有极其重要的地位，它具有精度高、可靠性好、灵活性大等特点。现代数字滤波器可以用软件或硬件两种方式来实现。软件方式实现的优点是可以通过滤波器参数的改变去调整滤波器的性能。MATLAB是一种面向科学和工程计算

8、的语言，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，具有编程效率高、调试手段丰富、扩充能力强等特点。MATLAB的信号处理工具箱具有强大的函数功能，它不仅可以用来设计数字滤波器，还可以使设计达到最优化，是数字滤波器设计的强有力工具。2.1数字滤波技术数字滤波，就是通过一