基于MATLAB的数字滤波器设计.ppt

1、实验2 基于MATLAB的数字滤波器设计一、实验目的一、实验目的n n(1)(1)掌握用窗函数法、频率采样法及优化设计法设掌握用窗函数法、频率采样法及优化设计法设计计FIRFIR滤波器的原理及方法；滤波器的原理及方法；n n(2)(2)熟悉线性相位熟悉线性相位FIRFIR滤波器的幅频特性和相频特滤波器的幅频特性和相频特性性,了解各种不同窗函数对滤波器性能的影响了解各种不同窗函数对滤波器性能的影响;n n(3)(3)掌握双线性变换法及脉冲相应不变法设计掌握双线性变换法及脉冲相应不变法设计IIRIIR数字滤波器的具体设计方法及其原理数字滤波器的具体设计方法及其原理;n n(4)(4)观察双线性变换

2、及脉冲响应不变法设计的滤波观察双线性变换及脉冲响应不变法设计的滤波器的频域特性，了解双线性变换法及脉冲响应不器的频域特性，了解双线性变换法及脉冲响应不变法的特点。变法的特点。二、实验原理二、实验原理n n1、h(n)为偶对称，N为奇数n n2、h(n)为偶对称，N为偶数n n3、h(n)为奇对称，N为奇数n n4、h(n)为奇对称，N为偶数n n(一)窗口法n nHanning窗；n nHamming窗；n nBlackmen窗；n nKaiser窗。n n（二）频率采样法n n（三）FIR滤波器的优化设计n n(四)脉冲响应不变法n n(五)双线性变换法三、设计步骤n n确定数字滤波器的性能

3、指标：通带临界频率确定数字滤波器的性能指标：通带临界频率fpfp、阻带临界、阻带临界频率频率fr fr；通带内的最大衰减；通带内的最大衰减ApAp；阻带内的最小衰减；阻带内的最小衰减ArAr；采；采样周期样周期T T；n n 确定相应的数字角频率，确定相应的数字角频率，pp=2fpT=2fpT；rr=2frT=2frT；n n 计算经过预畸的相应模拟低通原型的频率，计算经过预畸的相应模拟低通原型的频率，；n n 根据根据pp和和rr计算模拟低通原型滤波器的阶数计算模拟低通原型滤波器的阶数N N，并求得低，并求得低通原型的传递函数通原型的传递函数Ha(sHa(s)；n n 用上面的双线性变换公式

4、代入用上面的双线性变换公式代入Ha(sHa(s)，求出所设计的传递，求出所设计的传递函数函数H(zH(z)；分析滤波器特性，检查其指标是否满足要求。分析滤波器特性，检查其指标是否满足要求。四、实验内容四、实验内容 n n(1)N=15,(1)N=15,。用。用HanningHanning窗设计一线性相位带通滤窗设计一线性相位带通滤波器，观察它的实际波器，观察它的实际3dB3dB和和20dB20dB带宽。带宽。N=45N=45，重，重复这一设计，观察幅频和相位特性的变化，注意复这一设计，观察幅频和相位特性的变化，注意长度长度N N变化的影响；变化的影响；n n(2)(2)分别改用矩形窗和分别改用矩形窗和BlackmanBlackman窗，设计窗，设计(1)(1)中的中的带通滤波器，观察并记录窗函数对滤波器幅频特带通滤波器，观察并记录窗函数对滤波器幅频特性的影响，比较三种窗的特点；性的影响，比较三种窗的特点；n n(3)(3)用用KaiserKaiser窗设计一专用线性相位滤波器，窗设计一专用线性相位滤波器，N=40N=40，如下图所示，当如下图所示，当0=40=4，6 6，1010时，分别设计、时，分别设计、比较它们的幅频和相频特性，注意比较它们的幅频和相频特性，注意00取不同值时取不同值时的影响；的影响；