基于窗函数法的FIR带通滤波器的软件实现.doc

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1、课程设计任务书2010—2011学年第一学期专业：学号：：课程设计名称：数字信号处理课程设计设计题目：基于窗函数法的FIR带通滤波器的软件实现完成期限：自年月日至年月日共周一．设计目的1．巩固所学的理论知识。2．提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。3．更好地将理论与实践相结合。4．掌握信号分析与处理的基本方法与实现。5．熟练使用MATLAB语言进行编程实现。二．设计容编写MATLAB程序实现FIR带通滤波器的设计。指标如下：下阻带截至频率；上阻带截止频率；通带下限频率；通带上限频率；通带最大衰减；阻带最小衰减。三

2、．设计要求1、根据指标要求选择合适的窗函数进行设计；2、绘出及其幅频响应并分析设计结果，验证所设计的滤波器是否满足要求。四．设计条件计算机、MATLAB语言环境五、参考资料[1]《数字信号处理》（第三版），丁玉美，高西全.电子科技大学，2000.[2]《MATLAB及在电子信息课程中的应用》，怀堔，吴大正，高西全.电子工业，2006.[3]《MATLAB7.0从入门到精通》，科技.人民邮电，2006.[4]《数字信号处理（第三版）》学习指导，高西全，丁玉美.科技大学，2001.指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：年

3、月日摘要无限长脉冲数字滤波器的设计方法只考虑了幅度特性，没有考虑相位特性，所设的滤波器一般是某种确定的非线性相位特性。有限脉冲响应（FIR）滤波器在保证了幅度特性满足技术要求的同时，很容易做到有严格的线性相位特性。本课题利用MATLAB软件实现。MATLAB是“矩阵实验室”（MATrixLABoratoy）的缩写，是一种科学计算软件，它使用方便，输入简捷，运算高效，容丰富，因此利用MATLAB软件，通过一系列较为系统的函数法，根据已知的技术指标，就可以设计出满足要求的滤波器。关键词：MATLAB；窗函数；FIR带阻数字滤波器；

4、线性相位目录1课题描述12MATLAB简介13窗函数设计法原理23.1线性相位43.2基本窗函数53.2.1矩形窗函数53.2.2三角窗函数53.2.3汉宁窗函数63.2.4哈明窗函数73.2.5布莱克曼窗函数73.2.6凯塞窗84方案设计与分析94.1方案设计程序94.2分析13总结145参考文献151课题描述现代图像、语声、数据通信对线性相位的要普遍的。正是此原因，使得具有线性相位的FIR数字滤波器得到大力发展和广泛应用。在实际进行数字信号处理时，往往需要把信号的观察时间限制在一定的时间间隔，只需要选择一段时间信号对其进行

5、分析。这样，取用有限个数据，即将信号数据截断的过程，就等于将信号进行加窗函数操作。而这样操作以后，常常会发生频谱分量从其正常频谱扩展开来的现象，即所谓的“频谱泄漏”。当进行离散傅立叶变换时，时域中的截断是必需的，因此泄漏效应也是离散傅立叶变换所固有的，必须进行抑制。而要对频谱泄漏进行抑制，可以通过窗函数加权抑制DFT的等效滤波器的振幅特性的副瓣，或用窗函数加权使有限长度的输入信号周期延拓后在边界上尽量减少不连续程度的方法实现。而在后面的FIR滤波器的设计中，为获得有限长单位取样响应，需要用窗函数截断无限长单位取样响应序列。另外

6、，在功率谱估计中也要遇到窗函数加权问题。由此可见，窗函数加权技术在数字信号处理中的重要地位。2MATLAB简介MATLAB是“矩阵实验室”（MATrixLABoratoy）的缩写，是一种科学计算软件，主要适用于矩阵运算及控制和信息处理领域的分析设计，它使用方便，输入简捷，运算高效，容丰富，因此很多专家在自己擅长的领域用它编写了许多专门的MATLAB工具包，由于MATLAB功能的不断扩展，所以是科学研究中最常用必不可少的工具。MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户

7、界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。MATLAB一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结

8、构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C＋＋语言基础上的，因此语法特征与C＋＋语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达