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综合性、设计性实验报告

姓名 贺鹤 学号 201308002118 专业 通信工程 班级 通信1301班 实验课程名称FIR数字滤波器的MATLAB实现 指导教师及职称 李玲香 讲师

开课学期 至 学年 学期 上课时间 2015 年 12月24、31日

湖南科技学院教务处编印

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设计题目 小组合作 实验六 FIR滤波器的实现与应用 是 （ ） 否（ √） 小组成员 1.实验目的： （1）学会调用MATLAB信号处理工具箱中滤波器设计函数设计各种FIR数字滤波器，学会根据滤波需求确定滤波器指标参数。 （2）学习用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理及其设计步骤； （3）学习编写数字滤波器的设计程序的方法，并能进行正确编程；根据给定的滤波器指标，给出设计步骤； （4）通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱，建立数字滤波的概念。 2.实验环境： （1）Windous XP或、Windous 7之类的操作系统版本； （2）MATLAB7.0 3.实验相关知识 （1）窗函数设计线性相位FIR滤波器步骤： ① 确定数字滤波器的性能要求，临界频率{wk}，滤波器单位脉冲响应长度N。 ② 根据性能要求，合理选择单位脉冲响应h(n)的奇偶对称性，从而确定理想频率响应Hd(ejw)的幅频特性和相频特性。 ③ 求理想单位脉冲响应hd(n)，在实际计算中，可对Hd(ejw)采样，并对其求IDFT的hM(n)，用hM(n)代替hd(n)。 ④ 选择适当的窗函数w（n），根据h(n)?hd(n)?WN(n)求所需设计的FIR滤波器单位脉冲响应。 ⑤ 求Hd(ejw)，分析其幅频特性，若不满足要求，可适当改变窗函数形式或长度N，重复上述设计过程，以得到满意的结果。 （2）实验用MATLAB函数 可以调用MATLAB工具箱函数fir1实现本实验所要求的线性相位FIR-DF的设计， ..........

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调用一维快速傅立叶变换函数fft来计算滤波器的频率响应函数。 fir1是用窗函数法设计线性相位FIRDF的工具箱函数，调用格式如下：hn=fir1(N, wc, ‘ftype’, window) fir1实现线性相位FIR滤波器的标准窗函数法设计。 hn=fir1(N,wc)可得到6 dB截止频率为wc的N阶(单位脉冲响应h(n)长度为N+1)FIR低通滤波器，默认(缺省参数windows)选用hammiing窗。其单位脉冲响应h(n)满足线性相位条件：h(n)=h(N-1-n) 其中wc为对π归一化的数字频率，0≤wc≤1。 当wc=［wc1, wc2］时，得到的是带通滤波器。 hn=fir1(N,wc,’ftype’)可设计高通和带阻滤波器。当ftype=high时，设计高通FIR滤波器；当ftype=stop时，设计带阻FIR滤波器。 应当注意，在设计高通和带阻滤波器时，阶数N只能取偶数(h(n)长度N+1为奇数)。不过，当用户将N设置为奇数时，fir1会自动对N加1。 hn=fir1(N,wc,window)可以指定窗函数向量window。如果缺省window参数，则fir1默认为hamming窗。可用的其他窗函数有Boxcar, Hanning, Bartlett, Blackman, Kaiser和Chebwin窗。例如： hn=fir1(N,wc,bartlett(N+1))使用Bartlett窗设计； hn=fir1(N,wc,chebwin(N+1,R))使用Chebyshev窗设计。 hn=fir1(N,wc,’ftype’,window)通过选择wc、 ftype和window参数(含义同上)， 可以设计各种加窗滤波器。 ..........