基于汉明窗设计的FIR带通滤波系统

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基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及性能优化

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及性能优化

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及性能优化FIR(有限脉冲响应)滤波器是一种常见的数字滤波器,常用于信号处理和通信系统中。

在这篇文章中,我们将讨论基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计和性能优化。

一、FIR低通滤波器的基本原理FIR低通滤波器是一种只有有限个非零系数的滤波器。

它的输出信号只由输入信号和滤波器的系数决定,不存在反馈回路,所以它具有线性相位响应和稳定性。

FIR低通滤波器的设计目标是在给定的截止频率下,使得滤波器的幅频特性在截止频率之前尽可能平坦,截止频率之后衰减尽可能大。

这样可以实现对高频噪声的滤除,保留低频信号。

二、汉明窗函数汉明窗函数是一种常用的窗函数,常用于FIR滤波器的设计中。

它的表达式为:w(n) = 0.54 - 0.46 * cos(2πn/N),0 ≤ n ≤ N-1其中,w(n)表示窗函数在第n个采样点的取值,N为窗函数的长度。

汉明窗函数的特点是在窗函数的两侧具有较小的幅度,且其边界呈现光滑曲线,适合用于低通滤波器的设计。

三、基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计步骤1. 确定滤波器的截止频率:根据实际需求,确定滤波器工作的截止频率。

2. 确定滤波器的阶数:阶数决定了滤波器的复杂度和性能,一般可根据实际需求和计算资源进行选择。

3. 计算滤波器的总系数:根据滤波器的阶数和截止频率,计算出FIR滤波器的总系数。

4. 计算汉明窗函数:根据滤波器的长度,计算出汉明窗函数的系数。

5. 求解滤波器的系数:将汉明窗函数与总系数相乘,得到最终的滤波器系数。

6. 进行滤波器的性能优化:可以通过改变窗函数的长度、改变滤波器的阶数等方式进行滤波器的性能优化,以满足实际需求。

四、性能优化策略在设计FIR低通滤波器时,可以采取以下性能优化策略:1. 改变窗函数的长度:增加窗函数的长度可以减小滤波器的幅频特性的过渡带宽度,但会增加滤波器的计算复杂度。

2. 改变滤波器的阶数:增加滤波器的阶数可以增加滤波器的衰减能力,但也会增加滤波器的计算复杂度。

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计与性能分析

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计与性能分析

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计与性能分析1. 引言在信号处理领域,滤波器是一种常用的工具,用于去除不需要的频率分量或对特定频率分量进行增强。

其中,低通滤波器常用于去除高频噪声或保留低频信号。

本文将介绍基于汉明窗函数设计的FIR低通滤波器,并对其性能进行分析。

2. 汉明窗函数汉明窗函数是一种常见的窗函数,其形式为:w[n] = 0.54 - 0.46 * cos(2πn/(N-1)), 0 ≤ n ≤ N-1汉明窗函数具有以下特性:- 主瓣宽度较窄,抑制能力强;- 窗函数的边界平滑,信号截断较小;- MMSE(均方误差最小估计)性能较好。

3. FIR低通滤波器设计FIR低通滤波器可通过卷积运算实现。

设计步骤如下:- 确定截止频率:根据应用需求确定滤波器的截止频率。

- 确定滤波器阶数:根据截止频率和滤波器性能要求来确定阶数N。

- 确定理想低通滤波器的频率响应:根据截止频率确定理想低通滤波器的频率响应Hd(ω)。

- 应用汉明窗函数:将汉明窗函数与理想低通滤波器的频率响应相乘,得到实际滤波器的频率响应H(ω)。

- 逆傅里叶变换:将H(ω)进行逆傅里叶变换,得到时域的系数序列h[n]。

- 对h[n]进行归一化:将h[n]的最大值设置为1或0dB。

4. 性能分析对设计好的FIR低通滤波器进行性能分析,可从以下几个方面入手:- 频率响应:分析滤波器的截止频率、通频带边界、抑制带边界等重要参数,确保滤波器的性能与设计要求相符。

- 平均功率:计算滤波后信号的平均功率,评估滤波器的增益特性。

- 相位响应:分析滤波器的相位特性,检测滤波器对信号的引入的延迟。

- 稳态和瞬态特性:观察滤波器的稳态和瞬态响应,检验滤波器对不同类型输入信号的处理效果。

- 线性相位特性:验证滤波器是否具有线性相位特性,因为线性相位滤波器可以保持信号的波形不失真。

5. 实验与结果分析为了验证基于汉明窗函数设计的FIR低通滤波器的性能,可以进行一系列实验,并对结果进行分析。

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计简介FIR低通滤波器是一种常用的数字信号处理滤波器,它可以用来滤除高频成分,保留低频成分。

汉明窗函数是一种常用的窗函数,用于设计FIR滤波器时可以有效降低频域泄漏现象。

本文将介绍基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计方法和实现过程。

FIR滤波器的基本原理FIR滤波器是一种非递归滤波器,其输出仅由输入和滤波器的系数决定。

其基本原理是将输入信号与滤波器的冲激响应进行卷积运算,从而得到输出信号。

FIR滤波器的离散时间域表达式如下:y[n] = \\sum_{k=0}^{M} h[k] \\cdot x[n-k]其中,y[n]为滤波器的输出,x[n]为输入信号,h[k]为滤波器的系数,M为滤波器的阶数。

汉明窗函数汉明窗函数是一种常用的窗函数,用于在频域上抑制泄漏现象。

汉明窗函数的表达式如下:w[n] = 0.54 - 0.46 \\cdot \\cos \\left(\\frac {2\\pi n}{N-1}\\right)其中,w[n]为汉明窗函数的值,n为窗函数的点数,N为窗函数的长度。

在FIR滤波器设计中,可以使用汉明窗函数对滤波器的冲激响应进行加权,以实现频域上的泄漏抑制。

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计方法基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计方法如下:1.确定滤波器的阶数M,一般情况下,阶数的选择要取决于所需的滤波器的响应特性。

2.计算窗函数的长度N,一般情况下,窗函数的长度应为M+1。

3.根据窗函数的表达式计算窗函数的值,并将其作为滤波器的系数h[k],其中k=0,1,...,M。

4.对滤波器的系数进行归一化处理,以保证滤波器的幅度响应符合要求。

5.完成滤波器的设计。

汉明窗函数的特性汉明窗函数具有以下特性:1.对称性:汉明窗函数在窗口的两侧具有对称性,这使得滤波器的响应具有良好的频域特性。

2.正频响特性:汉明窗函数具有较低的副瓣水平,能够实现较好的频谱特性。

基于汉明窗函数设计的FIR低通滤波器

基于汉明窗函数设计的FIR低通滤波器

基于汉明窗函数设计的FIR低通滤波器FIR低通滤波器是一种常用的数字滤波器,可以用于信号的去噪、降噪、频率选择等信号处理任务。

在设计FIR低通滤波器时,我们可以使用汉明窗函数来实现。

汉明窗函数是一种常见的窗函数,其特点是在频率域上具有较好的副瓣抑制能力。

在FIR滤波器设计中,我们可以通过将输入信号与汉明窗函数进行卷积来实现滤波功能。

下面将介绍如何基于汉明窗函数设计FIR低通滤波器。

首先,我们需要确定滤波器的阶数和截止频率。

阶数决定了滤波器的复杂度,阶数越高,滤波器的性能越好,但计算量也会增加。

截止频率则决定了滤波器的截止频率,即在该频率以下的信号将被保留,而在该频率以上的信号将被削弱。

接下来,我们可以通过以下步骤来设计基于汉明窗函数的FIR低通滤波器:1. 确定滤波器系数:根据滤波器的阶数和截止频率,可以采用窗函数设计方法来计算滤波器的系数。

具体来说,我们可以使用窗函数对理想低通滤波器的幅度响应进行加窗。

汉明窗函数的表达式为:w(n)=0.54-0.46cos(2πn/(N-1))其中,n为窗函数的索引,N为窗函数的长度。

2. 计算理想低通滤波器的幅度响应:根据滤波器的截止频率,可以计算理想低通滤波器的幅度响应。

理想低通滤波器在截止频率之前为1,在截止频率之后为0。

3. 加窗:将理想低通滤波器的幅度响应与窗函数进行乘积,得到加窗后的幅度响应。

4. 归一化:将加窗后的幅度响应进行归一化处理,使滤波器的增益为1。

5. 反变换:对归一化后的幅度响应进行反变换,得到滤波器的系数。

设计完滤波器后,我们可以将输入信号与滤波器系数进行卷积运算,得到滤波后的输出信号。

此时,输入信号中的高频成分将被抑制,而低频成分将被保留。

需要注意的是,调整滤波器的阶数和截止频率可以影响滤波器的性能。

阶数过高可能引起滤波器的过长延迟和过高的计算复杂度,而截止频率的选择应根据具体的信号处理任务来确定。

总结起来,基于汉明窗函数设计的FIR低通滤波器是一种常用的数字滤波器,可以通过对汉明窗函数与理想低通滤波器的幅度响应进行乘积来实现对输入信号的滤波功能。

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及优化

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及优化

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及优化FIR低通滤波器是一种常用的信号处理器件,可用于信号去噪、频率分析和降低信号的带宽等应用。

其中,基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计及优化是一种常见的设计方法。

在本文中,将详细介绍汉明窗函数的原理及其在FIR低通滤波器设计中的应用,并探讨如何通过优化设计参数来改进滤波器性能。

首先,我们来了解汉明窗函数的原理。

汉明窗函数是一种在频域上满足零相位特性的窗函数,常用于FIR滤波器设计中。

其数学表示为:w(n) = a - b * cos(2πn/(N-1)), 0 ≤ n ≤ N-1其中,n为窗函数的序号,N为窗函数的长度,a和b为调节系数。

通过调节a 和b的取值,可以改变窗函数的主瓣宽度和旁瓣衰减。

在FIR低通滤波器设计中,我们常使用汉明窗函数作为滤波器的频率响应。

接下来,我们将介绍基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计步骤。

设计一个FIR低通滤波器,首先需要确定滤波器的阶数和截止频率。

阶数决定了滤波器的复杂度,截止频率决定了滤波器的频率响应。

一般情况下,阶数越高,滤波器的性能越好,但计算复杂度也会增加。

1. 确定滤波器的阶数,一般通过指定过渡带宽和旁瓣衰减来确定。

2. 根据指定的过渡带宽和旁瓣衰减,计算出窗函数的调节系数a和b。

3. 根据窗函数的长度N和频率响应的要求,计算出窗函数的序号n。

4. 计算出窗函数的数值,并进行归一化处理。

5. 将窗函数与理想低通滤波器的频率响应进行卷积,得到FIR低通滤波器的冲激响应。

6. 对FIR低通滤波器的冲激响应进行变换,得到滤波器的差分方程。

7. 实现滤波器的差分方程。

以上是基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计步骤。

接下来,我们将探讨如何通过优化设计参数来改进滤波器性能。

在实际应用中,我们经常需要在滤波器的频率响应和计算复杂度之间进行权衡。

通过调整窗函数的长度、调节系数a和b,以及滤波器的阶数,我们可以改变滤波器的性能。

汉明窗函数优化的FIR低通滤波器设计

汉明窗函数优化的FIR低通滤波器设计

汉明窗函数优化的FIR低通滤波器设计FIR(Finite Impulse Response)低通滤波器是一种常用的数字滤波器,用于信号处理和通信系统中的滤波操作。

在FIR滤波器设计中,窗函数的选择对滤波器的性能起着重要的影响。

汉明窗函数是常用的一种窗函数,采用汉明窗函数设计的FIR低通滤波器可以在频域上实现更好的性能。

汉明窗函数是一种典型的平滑窗函数,具有较好的边带抑制和主瓣宽度的折中。

在FIR滤波器设计中,常用汉明窗函数的主要目的是使滤波器的频率响应在过渡带有较低的波纹和较快的下降速度。

因此,使用汉明窗函数优化的FIR低通滤波器能够提供较好的滤波效果。

在设计汉明窗函数优化的FIR低通滤波器时,需要注意以下几个步骤:1. 确定滤波器的需求和规格:首先需要明确滤波器的截止频率、过渡带宽、衰减要求等参数。

这些参数将决定滤波器的性能和设计复杂度。

2. 确定滤波器的阶数:根据滤波器的需求和规格,可以通过经验公式或者滤波器设计工具估算出所需的滤波器阶数。

滤波器的阶数决定了滤波器的复杂度和计算量。

3. 计算滤波器的理想频率响应:利用滤波器设计工具或者数学计算方法,可以得到滤波器的理想频率响应。

理想频率响应是滤波器在截止频率处实现理想衰减的频率响应曲线。

4. 应用汉明窗函数:将汉明窗函数应用于滤波器的理想频率响应上,可以得到实际的频率响应。

汉明窗函数通过平滑在频率响应的过渡带上的波纹,有效地抑制了滤波器非理想衰减带来的干扰。

5. 将频率响应转换为时域系数:利用逆傅里叶变换或者相关算法,将频率域中的频率响应转换为滤波器的时域系数。

时域系数就是FIR滤波器的传输函数的系数,决定了滤波器的时域响应。

6. 优化滤波器的性能:根据需要,可以对设计的滤波器进行进一步的优化。

可以通过调整阶数、窗函数类型等参数来改善滤波器的频率响应和时域响应。

通过以上步骤,就可以得到汉明窗函数优化的FIR低通滤波器的设计。

这种设计方法可以满足滤波器设计的性能要求,得到较好的滤波效果。

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计1. 滤波器的概念和作用滤波是信号处理中重要的一个部分,可以去除噪声、修复信号、提取特定频率成分等。

滤波器则是一种用来实现滤波功能的电路或软件,其主要作用是选择性地影响输入信号的不同频率成分。

在数字信号处理中,滤波器通常是由一组数字滤波器系数组成的,其中FIR滤波器(Finite Impulse Response)是最简单和最容易实现的一种。

FIR滤波器的基本原理是将输入信号与滤波器系数的乘积相加,从而产生输出信号。

而滤波器系数的选择则决定了滤波器的特性。

在本文中,我们将介绍一种基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计方法。

2. 汉明窗函数的基本原理汉明窗函数是一种广泛应用于数字信号处理中的窗函数,其形式为:$$w(n) = 0.54 - 0.46\cos\frac{2\pi n}{N-1}, \quad 0 \leq n \leq N-1 $$其中,$N$为窗口长度,决定了窗口的主瓣宽度和副瓣抑制程度。

汉明窗函数的特点是在窗口内具有平坦的频率响应和较高的副瓣抑制能力,而主瓣宽度较大。

3. FIR低通滤波器的设计过程在设计FIR低通滤波器时,我们的目标是将信号中高于一定频率的部分滤除,从而达到降噪的效果。

因此,我们需要选择适当的滤波器系数来实现这一目标。

具体设计过程如下:3.1 确定滤波器参数在设计FIR滤波器时,需要确定一些关键参数,包括:(1)采样频率:即采样器的采样率,一般情况下为信号最高频率的两倍以上。

(2)截止频率:即希望滤除的信号部分的最高频率。

(3)滤波器阶数:阶数越高,滤波器的频率响应越陡峭。

(4)窗口长度:即用于窗函数的样本点数。

3.2 选择窗函数在滤波器设计中,窗函数的选择对于滤波器性能有很大的影响。

通常,我们可以选择常用的窗函数,如矩形窗函数、汉明窗函数、升余弦窗函数等。

在本文中,我们将选择汉明窗函数作为窗口函数。

3.3 计算滤波器系数通过选择合适的窗口函数,我们可以得到对应的窗口系数,然后将其与所需滤波器类型(低通、高通、带通等)的理想频率响应进行卷积,即可得到所需的滤波器系数。

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计

基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计低通滤波器是一种在信号处理中经常使用的滤波器类型,它允许低频信号通过并削弱高频部分。

FIR(有限冲激响应)滤波器是一种数字滤波器,其冲激响应在有限的时间范围内消失。

汉明窗函数是一种常用于FIR滤波器设计的窗函数。

窗函数可以用来调整滤波器的幅度响应性能,汉明窗函数在频域上的主瓣宽度较窄,旁瓣衰减得较快,被广泛应用于信号处理中。

本文将介绍基于汉明窗函数的FIR低通滤波器设计方法,并提供详细的步骤来实现该设计。

步骤一:确定滤波器的要求在设计低通滤波器之前,我们需要确定滤波器的要求。

主要包括截止频率、通频带衰减以及过渡带宽等参数。

这些参数将直接影响滤波器的性能。

步骤二:计算滤波器的长度根据汉明窗函数的定义,可以通过以下公式计算滤波器的长度:$$M = \frac{2.2}{\Delta f}$$其中,M代表滤波器的长度,$\Delta f$代表过渡带宽。

步骤三:计算汉明窗函数的系数汉明窗函数的一般形式为:$$w(n) = 0.54 - 0.46 \cos\left(\frac{2\pi n}{M-1}\right), 0 \leq n \leq M-1$$其中,w(n)代表汉明窗函数的系数,M代表滤波器的长度。

步骤四:计算滤波器的频率响应根据离散时间傅里叶变换(DTFT)的定义,滤波器的频率响应可以通过以下公式计算:$$H(e^{j\omega}) = \sum_{n=0}^{M-1} h(n) e^{-j\omega n}$$其中,H(e^{j\omega})代表滤波器的频率响应,$\omega$代表角频率,h(n)代表滤波器的冲激响应。

步骤五:设计滤波器的冲激响应根据汉明窗函数的定义和频率响应的计算结果,可以通过以下公式计算滤波器的冲激响应:$$h(n) = \begin{cases} w(n) \cdot h_{ideal}(n), &0 \leq n \leq M-1 \\ 0, &\text{其他情况} \end{cases}$$其中,h(n)代表滤波器的冲激响应,w(n)代表汉明窗函数的系数,h_{ideal}(n)代表理想的低通滤波器的冲激响应。

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3.2
窗函数设计法是FIR滤波器的一种基本设计方法,它的基本思路是直接从立项滤波器的频率特性入手,通过积分求出对应的单位采样响应表达式,最后通过加窗,得到满足要求的FIR滤波器的单位采样响应,窗函数在很大程度上决定了FIR滤波器的性能指标,因此称作“窗函数设计法”。
3.3
其频谱函数 为
其幅度函数 为
(3)结果分析
利用滤波器处理相应信号,对过滤结果进行分析,对比处理前后的信号频率的衰变,说明信号过滤的情况好坏,并分析该类型的滤波器的优缺点和适用场合。
3.FIR
3.1 FIR
FIR(Finite Impulse Response)滤波器:有限长单位冲激响应滤波器,是数字信号处理系统中最基本的元件,它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性,同时其单位抽样响应是有限长的,因而滤波器是稳定的系统。因此,FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。
4.3
在SPTool的滤波器分析窗中可以完成滤波器的幅度响应、相位响应、群延迟、相延迟、冲击响应、阶跃响应、零极点图、滤波器系数和滤波器信息等分析工作。
在SPTool界面窗口中的滤波器(Filter)栏内选中所设计的滤波器filt1,单击 (Filter)栏正下方有4个按钮中的View按钮,激活滤波器分析窗口,如图4.3所示。
.
《数字信号处理》
实验课程考核报告
数字滤波系统的MATLAB实现与分析
——基于汉明窗设计的FIR带通滤波系统
系部:
88888888
专业班级:
88888888
姓名:
8888
学号:
88888
指导教师:
88888888
完成日期2013年1月11日
1
有限脉冲响应(FIR)滤波器由于在满足幅度特性的技术要求的同时很容易做到严格的线性相位特性,常在图像信号处理、数据传输等以波形携带信号的系统中被采用。其设计方法有窗函数法、频率采样法和切比雪夫等波纹逼近法,其中窗函数法以简单、方便、实用等特点最为突出。窗函数法是使实际滤波器单位脉冲响应h(n)逼近理想的单位脉冲响应序列
第3步:选择频谱分析方法和设置相应的参数,如选择相应的快速算法、阶次以及算法的计算长度等。
第4步:单击Apply按钮,即可生成信号对应得频谱,如图4.9。
图4.9频谱观察器中频谱图
5
通过这次实验的完成,我更加深刻的了解了在MATLAB环境下采用窗函数法设计FIR带通滤波器的设计。课程设计培养了我们综合能力运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。也通过这次报告的完成,我们对在数字信号处理课程中学的理论知识有了更深的理解。
图4.7信号1信号
频域分析
SPTool工具可以生成、更新和分析Signals栏内的任意信号的频谱,并且可以选择不同的频谱分析算法。信号频谱生成:
第1步:在SPTool窗Signals栏内任意选择一个待分析的信号,如y1;
第2步:单击SPTool窗spectra栏下边的create按钮,激活频谱观察器。
FIR滤波器的工作原理:在进入FIR滤波器前,首先要将信号通过A/D器件进行模数转换,使之成为8bit的数字信号,一般可用速度较高的逐次逼进式A/D转换器,不论采用乘累加方法还是分布式算法设计FIR滤波器,滤波器输出的数据都是一串序列,要使它能直观地反应出来,还需经过数模转换,因此由FPGA构成的FIR滤波器的输出须外接D/A模块。FPGA有着规整的内部逻辑阵列和丰富的连线资源,特别适合于数字信号处理任务,相对于串行运算为主导的通用DSP芯片来说,其并行性和可扩展性更好,利用FPGA乘累加的快速算法,可以设计出高速的FIR数字滤波器。
4.2
单击SPTool界面窗口中的滤波器(Filter)栏正下方有4个按钮中的New按钮,弹出如图4.1所示的滤波器设计窗口。
图4.1滤波器设计窗口
设置好参数后点击Design Filter 按钮即可得到一个基于汉明窗设计的FIR带通滤波器,其性能参数与其相应的幅频特性曲线如图4.2所示。
图4.2 FIR带通滤波器幅频响应曲线
当N》1时,其可近似表示为
这种改进的升余弦窗,能量更加集中在主瓣中,主瓣的能量约占99.6%,瓣峰值幅度为40dB,但其主瓣宽度和汉明窗的相同,仍为8π/N。可见汉明窗是一种高效的窗函数,所以MATLAB窗函数设计函数的默认窗函数就是汉明窗。
4
4.1
设计设计一个带通FIR滤波器,其阻带边界频率为Fs=75Hz,Fc1=8600Hz,Fc2=13600Hz
利用快捷分析按钮 可以得到相关信息。
图4.3滤波器分析窗口
4.4
利用所设计的滤波器可以对信号进行滤波,将产生一个不同于原始信号的新信号。对于所设计的FIR低通滤波器,我们可以导入一个原始信号进行过滤处理,使其高频成分被抑制,低频信号得到保留。
导入的信号如图4.4所示
图4.4导入的信号
现在利用SPTool窗中的滤波器filt1对原始信号进行滤波处理,其步骤如下;
第4步:单击OK按钮,确定对信号进行滤波处理,此时会在SPTool窗的Signals栏内自动出现所定义的输出信号的名称。如图4.6所示。
4.5滤波器应用对话框
4.6滤波器过滤生成的新信号
4.5
时域分析
信号的时域分析是在信号观察器中进行的,该观察器可以完成向量或矩阵信号的分析和比较、信号的放大、信号数字特征测量、多路信号之间的比较、声音信号的播放以及信号波形的打印。
hd(n)。最有效的办法是用一个有限长的窗函数w(n)截取理想的单位脉冲响应序列hd(n)。
2
2.1
(1)掌握用窗函数设计法设计FIR数字滤波器的原理和方法。
(2)掌握FIR滤波器的快速卷积实现原理
(3)学会调用MATLAB函数设计与实现FIR滤波器
2.2
本设计的主要内容包括掌握数字信号处理的基础知识和利用MATLAB软件进行编程,利用几种常见的数字滤波器对信号进行处理,并对过滤结构进行分析。具体要求包括以下几个方面:
第1步:在SPTool窗的Signals栏内选择要处理的原始信号。如x1[vector]
第2步:在SPTool窗的Filter栏内选中要使用的滤波器。如filt1[design];
第3步:在SPTool窗的Filter栏下方的按钮中选择 Apply按钮,弹出Apply Filter滤波器应用对话框,,如图4.5所示。在该对话框中的Algorithm(滤波器算法)下拉框中选择相应的滤波器算法,并在Output Signal文本框中设置输出信号的名称。如yn
(1)滤波器与数字信号处理的理论知识学习和分析
通过查找、学习相关文献资料,掌握滤波器与数字信号处理的基本理论知识,掌握滤波器设计的方法和基础知识,掌握滤波器过滤信号的基本过程和原理,并对相应信号进行时域和频域分析,理解信号的频谱变化的特点。
(2)利用MATLAB对上述过程进行仿真
利用MATLAB软件进行相应的设计,实现滤波器对信号的过滤处理。
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