Matlab結合窗函數法設計數字帶通FIR濾波器

課程設計任務書學生姓名： 專業班級： 通信工程 指導教師： 工作單位： 信息工程學院 題 目:利用 Matlab 仿真軟件系統結合窗函數法設計一個數字帶通 FIR 濾波器初始條件： 1.《數字信號處理》基本理論知識2.《信號與系統》基本理論知識3.MATLAB 編程基礎知識4.裝有 MATLAB 的 PC 機要求完成的主要任務: 利用 MATLAB 仿真軟件系統結合窗函數法設計一個數字帶通 FIR 濾波器時間安排：第 20 周理論設計、實驗室安裝調試，地點： 鑒主 15 樓通信實驗室一序號 階段內容 所需時間1 方案設計 1 天2 軟件設計 2 天3 系統仿真 1 天4 答辯 1 天總計 5 天指導教師簽名： 年 月 日系主任(或責任教師)簽名： 年 月 日目錄目錄 .中文摘要 1Abstract 21 MATLAB 的概況 32 MATLAB 結合窗函數設計法原理 43 各類窗函數簡介 73.1 基本窗函數 .73.1.1 矩形窗函數 .73.1.2 三角窗 73.2 廣義余弦窗 .83.2.1 漢寧窗(升余弦窗) 94 方案設計與論證 .104.1 程序設計法 115 窗函數仿真結果分析 .135.1 漢寧窗函數仿真結果 .135.2 漢寧窗函數仿真結果分析 .156 總結與體會 167 參考文獻 17中文摘要現代圖像、語聲、數據通信對線性相位的要求是普遍的。正是此原因，使得具有線性相位的 FIR 數字濾波器得到大力發展和廣泛應用。在實際進行數字信號處理時，往往需要把信號的觀察時間限制在一定的時間間隔內，只需要選擇一段時間信號對其進行分析。這樣，取用有限個數據，即將信號數據截斷的過程，就等于將信號進行加窗函數操作。而這樣操作以后，常常會發生頻譜分量從其正常頻譜擴展開來的現象，即所謂的“頻譜泄漏” 。當進行離散傅立葉變換時，時域中的截斷是必需的，因此泄漏效應也是離散傅立葉變換所固有的，必須進行抑制。而要對頻譜泄漏進行抑制，可以通過窗函數加權抑制 DFT 的等效濾波器的振幅特性的副瓣，或用窗函數加權使有限長度的輸入信號周期延拓后在邊界上盡量減少不連續程度的方法實現。而在后面的 FIR 濾波器的設計中，為獲得有限長單位取樣響應，需要用窗函數截斷無限長單位取樣響應序列。另外，在功率譜估計中也要遇到窗函數加權問題。由此可見，窗函數加權技術在數字信號處理中的重要地位。傳統的數字濾波器的設計過程復雜，計算工作量大，濾波特性調整困難，影響了它的應用。本文介紹了一種利用 MATLAB 信號處理工具箱(Signal Processing Toolbox)快速有效的設計由軟件組成的常規數字濾波器的設計方法。本文給出了使用 MATLAB 語言進行程序設計和利用信號處理工具箱的 FDA Tool工具進行界面設計的方法。利用 MATLAB 設計濾波器，可以隨時對比設計要求和濾波器特性調整參數，直觀簡便，極大的減輕了工作量，有利于濾波器設計的最優化。AbstractA modern image, Voice and data communications to the linear phase requirement is universal. It is for this reason, making a linear phase FIR digital filters are to develop and widely used.In practice, digital signal processing, they often need to observe the time limit for the signal in a certain time interval, only need to select a period of time to analyze the signals. In this way, access to a finite number of data about the process of signal data truncation is equivalent to the signal, the additional window function operation. And this after the operation, often occur from the normal component of the spectrum spread spectrum open to the phenomenon of so-called “spectral leakage.“ When it comes to discrete Fourier trans, the time domain truncation is necessary, therefore, leakage effects are also inherent in discrete Fourier trans, and must be inhibited. But would like to suppress the spectral leakage can be inhibited by the weighted window function equivalent DFT filter amplitude characteristics of side-lobe, or the weighted window function so that the limited length of the extension of the signal cycle, after the border to minimize the degree of discontinuity The of implementation. In the back of the FIR filter design, in order to obtain finite sampling units to respond to the need to truncate the infinite length window function with unit sampling response sequence. In addition, power spectrum estimation problem also encountered in the weighted window function. Thus, the weighted windows function in digital signal processing in an important position. Conventional digital filter design process is complex, computing workload, difficulties in adjustment of filt

總結

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