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1、带通数字滤波器的设计及DSP实现班级:物联网1121学号:1132106124姓名:现场答辩（20分）书面报告（80分）成绩Matlab设计（20分3DSP程序（25分）输入输出分析（20分3^1?总分等级1.课程设计目的1.1巩固和加深对DSP原理和知识的理解；1.2培养根据课题需耍选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；1.4掌握matlab、ccs的正确使用方法，学会软件的设计和调试方法；1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能
2、用CCS进行仿真。1.课程设计要求2.1A/D采样率为100KHZ;采用窗函数设计法设计一个通带截止频率为5KIIZ>15W1Z的带通滤波器，并在DSP上仿真实现、验证设计结果。2.2利用matlab进行相应滤波器设计，给出设计过程及设计结果。2.3利用上述设计所计算的滤波器系数，编写相应的DSP实现程序，2.4输入信号为1.51<叱、lOKHz、20KHz的叠加信号，即T(t)=sin(3000nt)+sin(20000nt)+sin(40000nt),观察其经过滤波器后的响应，记录输入、输出的时域、频域波形图，并对结果作相应分
3、析。2.matlab设计3.1滤波器设计原理假设FIR滤波器的系数为h(0)、h(l)、…、h(N-l),x(n)表示滤波器在n吋刻的输入，则n吋刻的输出为：y(n)=h(0)x(n)+h⑴x(n-1)+…+h(N-l)x[n-(N-l)]=错误!未找到引用源。对应的滤波器传递函数为：错误!未找到引用源。横截型滤波器的结构图为：若FIR数字滤波器的单位冲激响应序列为h(n),它就是滤波器系数向量b(n)。传统的滤波器分析与设计均使用繁琐的公式计算，改变参数后需耍重新运算，从而在分析与设计滤波器尤其是高阶滤波器时工作量特别大。这里应
4、用MATLAB设计FIR滤波器，根据给定的性能指标设计一个U(z),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F1R滤波器的单位冲激响应序列h(n)的各个参数值。3.2滤波器设计思路1)先通过对滤波器重要参数的计算，算出归一化的上通带截止频率，和下通带截止频率。由于所给的上截止频率和下截止频率为5KHZ和15KHZ，所以wpl=5/100*pi=0.lpi,wp2=15/100*pi=0.3pi,即wc=[O
5、.100.30]<>2)选择合适的窗函数，确定耍选用的滤波器阶数。本次设计，我用的是hamming窗函数，所以，M=6.6*pi/过渡带宽。在此，我选的阶数为37。3)根据得到的截止频率和滤波器阶数编写matlab程序，得到单位冲击响应序列各个参数值。4)根据输入信号，加上幅值，编写matlab程序，得到37个n时刻的x(n)值。5)将两组数值带入dsp程序中进行仿真。程序流程图：带入dsp程序进行仿真，得波形3.3matlab程序1)滤波器设计程序：wc=[O.100.30];M=37;b:firl(M-l,wc);freqz(
6、b);/画幅频响应图/figure;/画单位冲击响应图/stem(b,’•’)；1ine([0,25],[0,0]);xlabel(’n’);ylabel(’h(n)’);fid二fopenCinput,dat’，’w’)；fprintf(fid/%d,round(b*32768));/把浮点数转化为1位符号位，0位整数位，15位小数位的定点数/fclose(fid);2)输入信号设计程序：n=0:1:199;T=l/100000;x=sin(3000*pi*n*T)+sin(20000*pi*n*T)+sin(40000*p
7、i*n*T);fid=fopen(’in.dat’，’w’)；fprintf(fid,’%d’,round(x*230));fclose(fid);plot(t,x);程序分析：由于x是由三个频率不冋的正弦函数叠加而成的，所以若要设置一个周期的数据，就要计算出这三个正弦函数的最小公约数。通过计算得到最小公约数，并且得到一个周期中的n正好是200个，所以把n设置成步长为1，0到199。因为步长为1，所以T等于抽样频率的倒数。3.4matlab仿真图图（1）带通滤波器的频率响应•>Figure£ileEdityiewInsertT
8、oolsHesktopWindowHelpD曲S曇或玟f?®^£
9、□□Q□2fCT.orvy_•10000.1020.30.40.50.60.70.80.91NormalizedFrequency(xzrad/sample)(=二apnlil-^5
