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汕头大学工学院电子系
汕头大学工学院电子系
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汕头大学工学院
三级工程报告
课程名称: 数字信号处理
课程设计题目:FIR数字滤波器均衡器设计实践及性能分析
指导教师: 姜永权
系别:电子工程系 专业:通信工程
学号:姓名:黄兰凤合作者
完成时间:2023年11月19日至11月30日
成绩: 评阅人:姜永权
—,工程意义与目标
FIR数字滤波器是一类广泛应用的数字滤波器。如自适应横向数字滤波器就承受FIR数字滤波器,在GSM手机中就用到。在实际DSP系统中能够正确运用FIR数字滤波器,理解线性相位的含义和应满足的条件。通过恰当举例,通过亲自编程,给出设计结果,绘制频率响应曲线,把握FIR数字滤波器设计算法。FIR数字滤波器有具有准确的线性相位,FIR滤波器总是稳定的。设计方法通常是线性,可以用硬件快速实现。
二,工程内容
依据频率选择性数字滤波器的性能指标,计算线性相位FIR数字滤波器的抱负单位冲激响应。选择Kaiser窗函数的阶数及外形掌握参数,给出频率选择性线性相位FIR数字滤波器的设计结果,画出FIR数字滤波器的频率响应曲线。
依据任意频率响应〔均衡器〕性能要求,计算线性相位FIR数字均衡器的单位冲激响应。选择Kaiser窗函数的阶数及外形掌握参数,给出均衡器的设计结果,画出均衡器的频率响应曲线。FIR数字滤波器、均衡器的性能分析。
三,工程报告正文
1,FIR数字滤波器
FIR数字滤波器的设计方法有:窗函数设计法,频率采样法,最优化设计法。
这里介绍窗函数设计法。设计思想:用设计好的数字滤波器的频率响应
去靠近抱负数字滤波器的频率响应H〔ejw〕
d
设计步骤如下:
1, 给定所要求的频率响应函数H〔ejw〕。
d
2, 对该频率响应函数做傅里叶变换,求抱负滤波器的单位冲激响应
h〔n〕。
d
3,
长度。
4,
5,设:
H〔ejw〕=
d
由过渡带宽和阻带最小衰减等指标要求,选取窗函数类型及窗的
求的所设计FIR滤波器的单位冲激响应h〔n〕=h〔n〕·w(n)。
d
计算频率响应函数H〔ejw〕,并检验其是否满足性能要求。
那么抱负数字滤波器的单位冲激响应为:
h〔n〕= =
d
选择Kaiser窗对h〔n进展加窗后:
h〔n〕=h‘〔n〕n=0,1,2,,N
所以FIR数字滤波器的频率响应:
窗谱性能指标加窗后滤波器性能指标旁瓣峰值主瓣宽度过渡带宽
窗谱性能指标
加窗后滤波器性能指标
旁瓣峰值主瓣宽度过渡带宽
阻带最小衰
dB〕
〔dB〕
〔×2π
/N〕 〔×2π/N〕
减〔
矩形窗
-13
2
0.9
-21
巴特利特窗
-25
4
2.1
-25
汉宁窗
-31
4
3.1
-44
海明窗
-41
4
3.3
-53
布莱克曼窗
-57
6
5.5
-74
凯泽窗
-57
5
5
-80
FIR数字滤波器的抱负单位冲激响应的程序如下:
N=201;
wc=pi/4;n=0:N-1;
r=(N-1)/2;
hdn=sin(wc*(n-r))/pi./(n-r);figure(1);
stem(n,hdn);
title(”抱负单位冲激响应”);xlabel(”n”);
ylabel(”hdn”);
图形:
用Kaiser窗来靠近抱负窗。其函数形式如下:
式中,为零阶贝塞尔函数;为一个可以自由选择的参数,它可以调
节主瓣与旁瓣宽度。当参数越大,其频谱的旁瓣越小,主瓣宽度也随之增加,因此值可以考虑主瓣与旁瓣的影响进展选择。本试验会选择下表中的值来实现FIR数字滤波器。
过渡带宽
阻带最小衰减〔dB〕
2.120
3.00
-30
6.764
-70
10.056
-100
程序如下:
clcclf
N=201;
wc=pi/4;n=0:N-1;
r=(N-1)/2;
hdn=(wc/pi)*sinc(wc*(n-r)); %抱负数字滤波器单位冲激响应hdnplot(n,hdn);
title(”抱负单位冲激响应”);xlabel(”n”);
ylabel(”hdn”);holdon;beta1=2.120;beta2=6.764;beta3=10.056;
wn1=kaiser(length(n),beta1);
wn2=kaiser(length(n),beta2);wn3=kaiser(length(n),beta3);figuresubplot(311),plot(abs(wn1));
title(”
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