基于Kaiser的FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū).doc

課 程 設(shè) 計(jì) 課程設(shè)計(jì)名稱(chēng)：基于Kaiser窗的FIR數(shù)字低通濾波器設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) ： 電信1003班 學(xué) 生 姓 名 ： 董成成 學(xué) 號(hào) ： 201046830509 指 導(dǎo) 教 師 ： 李相國(guó) 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 2013年6月 電子信息工程 專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名董成成專(zhuān)業(yè)班級(jí)電信1003班學(xué)號(hào)201046830509題 目基于Kaiser窗的FIR數(shù)字低通濾波器設(shè)計(jì)課題性質(zhì)工程技術(shù)研究課題來(lái)源自擬課題指導(dǎo)教師李相國(guó)同組姓名主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)一個(gè)具有如下性能指標(biāo)的FIR數(shù)字低通濾波器：=0.25，=0.4，=0.01，=0.001；窗函數(shù)為Kaiser窗；分析最后設(shè)計(jì)結(jié)果性能。任務(wù)要求1. 溫習(xí)窗函數(shù)法設(shè)計(jì)數(shù)字FIR濾波器的原理和設(shè)計(jì)方法；2. 求出最后所設(shè)計(jì)出的濾波器沖激響應(yīng)系數(shù)；3. 繪制所設(shè)計(jì)濾波器的增益響應(yīng)曲線(xiàn)。參考文獻(xiàn)1 胡廣書(shū). 數(shù)字信號(hào)處理理論、算法與實(shí)現(xiàn)M. 北京: 清華大學(xué)出版社, 1997.2 R. Lyons. Understanding Digital Signal Processing M. 2nd ed. Prentice Hall PTR., 2004.3 A.V.奧本海姆, R.W.謝弗 and J.R.巴克. 離散時(shí)間信號(hào)處理M. 第二版. 西安交通大學(xué)出版社, 2001.4 S. K. Mitra. Digital Signal Processing: A Computer-Based ApproachM. 3rd ed. McGraw-Hill, 2005.審查意見(jiàn)指導(dǎo)教師簽字：教研室主任簽字： 年 月 日 說(shuō)明：本表由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，由教研室主任審核后下達(dá)給選題學(xué)生，裝訂在設(shè)計(jì)（論文）首頁(yè)1 需求分析 基于Kaiser窗的FIR低通濾波器是利用Kaiser函數(shù)截取無(wú)限沖擊響應(yīng)h(n)，最后利用函數(shù)freqz得到加窗后的濾波器的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)。2 概要設(shè)計(jì)開(kāi)始讀入窗口長(zhǎng)度M計(jì)算hd(n)用Kaiser窗函數(shù)求w(n)計(jì)算H(k)=frezh(n)繪圖子（函數(shù)）繪制H(k)幅度相位曲線(xiàn)結(jié)束圖6-1 主程序框圖計(jì)算h(n)= hd(n) w(n)（1）代入?yún)?shù)值，計(jì)算、M的值：omegap=0.25*pi;omegas=0.4*pi;deltap=0.01;deltas=0.001;omegac=(omegap+omegas)/2;deltaomega=omegas-omegap;As=-20*log10(deltas);beta=0.1102*(As-8.7);M=ceil(As-8)/(2.285*deltaomega);（2）定義定義域，Kaiser函數(shù)求得，截取沖擊響應(yīng)h(n)得出濾波器時(shí)域值h,并求其頻域特性：n=0:M;p=M/2;wk=kaiser(M+1,beta);h=(sin(omegac*(n-p)./(pi*(n-p+eps).*wk;H,w=freqz(h,1);（3）定義定義域，畫(huà)濾波特性Nc=fix(omegac/(pi/length(w); Hd=ones(1,Nc),zeros(1,length(w)-Nc); N=length(h);L=N/2; b=2*(h(L:-1:1);k=1:1:L;k=k-0.5;w1=0:1:511*pi/512; A2=cos(w1*k)*b; E=Hd-A2; subplot(3,1,1) stem(n,h,fill,MarkerSize,2) axis(0,N,-0.1,0.5) subplot(3,1,2) plot(w,20*log10(abs(H) axis(0 pi -100 10) subplot(3,1,3) plot(w,E) axis(0 pi -0.001 0.001)3 運(yùn)行環(huán)境 Window2003系統(tǒng)和Win7系統(tǒng) 4 開(kāi)發(fā)工具和編程語(yǔ)言 Matlab軟件、Matlab語(yǔ)言5 詳細(xì)設(shè)計(jì) clear; -【清除變量】- omegap=0.25*pi;omegas=0.4*pi;deltap=0.01;deltas=0.001;omegac=(omegap+omegas)/2;deltaomega=omegas-omegap;-【利用 計(jì)算得出和】-As=-20*log10(deltas);beta=0.1102*(As-8.7);M=ceil(As-8)/(2.285*deltaomega);-【利用 算得、和階數(shù)M 】-n=0:M;p=M/2;wk=kaiser(M+1,beta);h=(sin(omegac*(n-p)./(pi*(n-p+eps).*wk;-【根據(jù)Kaiser函數(shù)求得，截取沖擊響應(yīng)得到濾波器時(shí)域表達(dá)式】-H,w=freqz(h,1);-【利用frez函數(shù)求出濾波器頻域的表達(dá)式】-Nc=fix(omegac/(pi/length(w); Hd=ones(1,Nc),zeros(1,length(w)-Nc); N=length(h);L=N/2; b=2*(h(L:-1:1);k=1:1:L;k=k-0.5;w1=0:1:511*pi/512; A2=cos(w1*k)*b; E=Hd-A2; subplot(3,1,1) stem(n,h,fill,MarkerSize,2) axis(0,N,-0.1,0.5) subplot(3,1,2) plot(w,20*log10(abs(H) axis(0 pi -100 10) subplot(3,1,3) plot(w,E) axis(0 pi -0.001 0.001)-【定義定義域，畫(huà)濾波特性，所利用的函數(shù)有：fix取整函數(shù)，ones生成全1矩陣，zeros生成全零矩陣，subplot畫(huà)子圖，plot畫(huà)圖函數(shù)，axis函數(shù)規(guī)定橫縱坐標(biāo)范圍】-6 調(diào)試分析此次課程設(shè)計(jì)沒(méi)有調(diào)用子函數(shù)，整個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)得出基于Kaiser窗函數(shù)的濾波特性，在編寫(xiě)的過(guò)程中，通過(guò)查閱Matlab書(shū)籍和數(shù)字信號(hào)處理教科書(shū)，不斷完善，不斷修改，得到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。7 測(cè)試結(jié)果參考文獻(xiàn)1 胡廣書(shū). 數(shù)字信號(hào)處理理論、算法與實(shí)現(xiàn)M. 北京: 清華大學(xué)出版社, 1997.2 R. Lyons. Understanding Digital Signal Processing M. 2nd ed. Prentice Hall PTR., 2004.3 A.V.奧本海姆, R.W.謝弗 and J.R.巴克. 離散時(shí)間信號(hào)處理M. 第二版. 西安交通大學(xué)出版社, 2001.4 S. K. Mitra. Digital Signal Processing: A Computer-Based ApproachM. 3rd ed. McGraw-Hill, 2005.心得體會(huì) 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，又加深了對(duì)軟件Matlab的使用以及其中函數(shù)的熟悉，最重要的是學(xué)習(xí)了如何利用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR濾波器，從自己的基于Kaiser窗函數(shù)的FIR低通濾波器的設(shè)計(jì)，知道如何實(shí)現(xiàn)FIR的濾波器的設(shè)計(jì)；同樣，高通，帶通設(shè)計(jì)思路也會(huì)很清晰，以及牽涉到利用其它窗函數(shù)，和IIR濾波器設(shè)計(jì)，相信經(jīng)過(guò)自己的慢慢學(xué)習(xí)，也會(huì)設(shè)計(jì)出來(lái)。因此，自己通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，收獲頗為豐富。 信息科學(xué)與工程 學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表課程名稱(chēng)：數(shù)字信號(hào)處理設(shè)計(jì)題目：基于Kaiser窗的FIR數(shù)字低通濾波器設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)：電子信息工程 班級(jí)：1003班 姓名：董成成 學(xué)號(hào)：201046830509序號(hào)評(píng)審項(xiàng)目分 數(shù)滿(mǎn)分標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明1內(nèi) 容思路清晰，語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確；設(shè)計(jì)方法科學(xué)，分析歸納合理；結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)計(jì)有應(yīng)用價(jià)值。任務(wù)飽滿(mǎn)，工作量適中2創(chuàng) 新內(nèi)容新穎，設(shè)計(jì)能反映新技術(shù)，對(duì)前人工作有改進(jìn)或突破，或有獨(dú)特見(jiàn)解3完整性、實(shí)用性整體構(gòu)思后合理，理論依據(jù)充分，設(shè)計(jì)完整，實(shí)用性強(qiáng)4數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，算法設(shè)計(jì)合理5規(guī) 范 性設(shè)計(jì)格式、繪圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)