实验6FIR滤波器设计Word下载.docx
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实验6FIR滤波器设计Word下载.docx
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关键代码
a.设线性相位FIR滤波器单位抽样响应分别为
h(n)={-4,1,-1,-2,5,6,5,-2,-1,1,-4}
h(n)={-4,1,-1,-2,5,6,6,5,-2,-1,1,-4}
h(n)={-4,1,-1,-2,5,0,-5,2,1,-1,4}
h(n)={-4,1,-1,-2,5,6,-6,-5,2,1,-1,4}
分别求出滤波器的幅度频率响应H(ω),系统函数H(z)以及零极点分布,并绘制相应的波形和分布图。
Type2:
Type3:
Type4:
b.设计FIR数字低通滤波器,技术指标为:
ωp=0.2π,ωst=0.3π,δ1=0.25dB,δ2=50dB。
(1)通过技术指标,选择一种窗函数进行设计;
(2)求滤波器的单位抽样响应、频率响应,并绘制波形。
(3)选择凯塞窗函数设计该滤波器,并绘制相应的波形图。
c.设计FIR数字带通滤波器,技术指标为:
下阻带边缘:
ωst1=0.2π,δs1=60dB,下通带边缘:
ωp1=0.35π,δp1=1dB;
上通带边缘:
ωp2=0.65π,δp1=1dB,上阻带边缘:
ωst2=0.8π,δs2=60dB;
d.设计FIR数字带通滤波器,技术指标为:
ωp1=0.4π,δp1=1dB;
ωp2=0.6π,δp1=1dB,上阻带边缘:
e.设计FIR数字带通滤波器,技术指标为:
ωst1=0.2π,δs1=20dB,下通带边缘:
ωst2=0.8π,δs2=20dB;
f.设计FIR数字高通滤波器,技术指标为:
通带截止频率为ωp=15π/27,阻带截止频率为ωst=11π/27,通带最大衰减为δ1=2.5dB,阻带最小衰减为δ2=55dB。
系统一:
g.设计FIR数字高通滤波器,技术指标为:
通带截止频率为ωp=0.6π,阻带截止频率为ωst=0.4π,通带最大衰减为δ1=0.25dB,阻带最小衰减为δ2=40dB。
h.滤波器的技术指标为:
(1)通过技术指标,选择一种窗函数设计一个具有π/2相移的FIR高通滤波器;
i.设计FIR数字带阻滤波器,其技术指标为:
低端阻带边缘:
ωst1=0.4π,δs1=40dB,低端通带边缘:
ωp1=0.2π,δp1=1dB;
高端通带边缘:
ωp2=0.8π,δp1=1dB,高端阻带边缘:
ωst2=0.6π,δs2=40dB;
FIR滤波器的单位抽样响应为h(n)=1/9{
},编制MATLAB程序求系统的频率采样型结构的系数,并画出频率抽样型结构。
m.一个理想差分器的频率响应为:
用长度为21的汉宁窗设计一个数字FIR差分器,并绘制其时域和频率的响应波形。
n.利用汉宁窗设计一个长度为25的数字希尔伯特变换器,并绘制它的时域和频域的响应波形。
p.FIR数字低通滤波器的技术指标为:
利用频率采样方法设计FIR数字滤波器,并绘制滤波器的单位冲激响应、幅度频率响应的波形。
q.用窗函数法设计一个线性相位的FIR数字低通滤波器,其技术指标为:
ωp=0.2π,ωst=0.4π,δ1=0.25dB,δ2=50dB。
(1)求滤波器的单位抽样响应、频率响应,并绘制波形。
(2)对该滤波器输入一个宽度为10的矩形序列,求滤波器的输出信号,并绘制相应的波形图。
测试记录
分析
结论
理论与实验值相符。
(后附代码)
小结
认真复习FIR数字滤波器的基本概念,线性相位FIR滤波器的条件和特点、幅度函数特点、零点位置的基本特点与性质;
以下由实验教师填写
记事
评议
成绩评定
平时成绩_______实验报告成绩________综合成绩_________
指导教师签名:
代码:
wp=0.2*pi;
ws=0.4*pi;
tr_width=ws-wp;
M=ceil(6.6*pi/tr_width)+1;
n=[0:
1:
M-1];
wc=(ws+wp)/2;
hd=ideal_lp(wc,M);
w_ham=(hamming(M))'
;
h=hd.*w_ham;
[db,mag,pha,H,w]=freqz_m3(h,[1]);
delta_w=2*pi/1000;
Rp=-(min(db(1:
wp/delta_w+1)));
As=-round(max(db(ws/delta_w+1:
501)));
figure
(1)
subplot(221)
stem(n,hd);
title('
IdealImpulseRresponse'
)
axis([0M-1-0.10.3]);
xlabel('
n'
);
ylabel('
hd(n)'
subplot(222)
stem(n,w_ham);
HammingWindow'
axis([0M-101.1]);
w(n)'
subplot(223)
stem(n,h);
ActualImpuseResponse'
h(n)'
subplot(224)
plot(w/pi,db);
MagnitudeResponseindb'
grid
axis([01-10010]);
frequencein\piunit'
decibels'
%solutionofproblem(b)
Rn=stepseq(0,0,9)
n=0:
9
dw=w
(2)-
(1)
w=[-fliplr(w),w(2:
501)]
H=[fliplr(H),H(2:
xw=Rn*(exp(-j)).^(n'
*w)
answ=H.*xw
Rnn=answ*exp(-j).^(w'
*n)*dw/(2*pi)
figure
(2)
stem(n,Rn)
Rn'
inputrectanglesignalinT-domain'
stem(w/pi,xw)
w/\pi'
Rw'
inputrectanglesignalinF-domain'
plot(w/pi,abs(answ))
MagnitudeofH(w)'
outputsignalinF-domainafterfilteration'
stem(n,abs(Rnn))
Rnn'
outputsignalinT-domainafterfilteration'
M=25;
alpha=(M-1)/2;
n=0:
M-1;
hd=(2/pi)*((sin((pi/2)*(n-alpha)).^2)./(n-alpha));
hd(alpha+1)=0;
w_han=(hann(M))'
h=hd.*w_han;
[Hr,w,P,L]=Hr_Type3(h);
subplot(2,2,1);
stem(n,hd);
title('
IdealImpulseResponse'
axis([-1M-1.21.2]);
xlabel('
ylabel('
subplot(2,2,2);
stem(n,w_han);
HannWindow'
axis([-1M01.2]);
subplot(2,2,3);
stem(n,h);
ActualImpulseResponse'
w=w'
Hr=Hr'
w=[-fliplr(w),w(2:
501)];
Hr=[-fliplr(Hr),Hr(2:
subplot(2,2,4);
plot(w/pi,Hr);
AmplitudeResponse'
grid;
frequencyinpiunits'
Hr'
axis([-11-1.11.1]);
M=20;
l=0:
wl=(2*pi/M)*l;
Hrs=[1,1,1,zeros(1,15),1,1];
%IdealAmpRessampled
Hdr=[1,1,0,0];
wdl=[0,0.25,0.25,1];
%IdealAmpResforplotting
k1=0:
floor((M-1)/2);
k2=floor((M-1)/2)+1:
angH=[-alpha*(2*pi)/M*k1,alpha*(2*pi)/M*(M-k2)];
H=Hrs.*exp(j*angH);
h=real(ifft(H,M));
[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(h,1);
[Hr,ww,a,L]=Hr_Type2(h);
plot(wl(1:
11)/pi,Hrs(1:
11),'
o'
wdl,Hdr);
axis([0,1,-0.1,1.1]);
FrequencySamples:
M=20'
Hr(k)'
stem(l,h);
axis([-1,M,-0.1,0.3])
ImpulseResponse'
plot(ww/pi,Hr,wl(1:
axis([0,1,-0.2,1.2]);
Hr(w)'
axis([0,1,-60,10]);
grid
MagnitudeResponse'
Decibels'
Wpl=0.2*pi;
Wph=0.8*pi;
Wsl=0.4*pi;
Wsh=0.6*pi;
tr_width=min((Wsl-Wpl),(Wph-Wsh));
M=ceil(6.2*pi/tr_width)
n=0:
Wcl=(Wsl+Wpl)/2;
Wch=(Wsh+Wph)/2;
hd=ideal_bs(Wcl,Wch,M);
w_ham=(hanning(M))'
h=hd.*w_ham;
[db,mag,pha,w]=freqz_m2(h,[1]);
delta_w=2*pi/1000;
Ap=-(min(db(1:
Wpl/delta_w+1)))
As=-round(max(db(Wsl/delta_w+1:
Wsh/delta_w+1)))
axis([0M-1-0.10.7]);
clearall
figure
ws1=0.2*pi;
wp1=0.35*pi;
ws2=0.8*pi;
wp2=0.65*pi;
Ap=60;
Rp=1;
tr_width=min((wp1-ws1),(ws2-wp2));
M=ceil(11*pi/tr_width);
n=[0:
wc1=(ws1+wp1)/2;
wc2=(wp2+ws2)/2;
hd=ideal_lp(wc2,M)-ideal_lp(wc1,M);
w_bla=(blackman(M))'
h=hd.*w_bla;
[H,W]=freqz(h,1);
À
í
Ï
ë
Â
ö
³
å
é
Ñ
ù
'
stem(n,w_bla);
²
¼
¿
Ë
ü
´
°
Ê
µ
plot(W/pi,20*log10(abs(H)));
·
¶
È
ì
Ó
¦
£
¨
db£
©
wp1=0.4*pi;
wp2=0.6*pi;
w_bla=(hamming(M))'
º
Ã
÷
Ap=20;
w_bla=(boxcar(M))'
¾
Ø
Ð
Î
As=55;
ws=11*pi/27;
wp=15*pi/27;
tr_width=wp-ws;
%¼
Æ
ã
¹
ý
É
ø
M=ceil((As-7.95)*2*pi/(14.36*tr_width)+1)+1;
%°
Ô
ó
Ä
¤
disp(['
num2str(M)]);
beta=0.1102*(As-8.7);
%¼
betaÖ
ß
Ô
à
»
num2str(beta)]);
w_kai=(kaiser(M,beta))'
%Ç
¯
wc=(ws+wp)/2;
hd=ideal_lp(pi,M)-ideal_lp(wc,M);
%Ç
h=hd.*w_kai;
[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(h,[1]);
Rp=-(min(db(wp/delta_w+1:
Í
ª
num2str(Rp)]);
As=-round(max(db(1:
ws/delta_w+1)
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- 实验 FIR 滤波器 设计