fir帶阻濾波器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　無(wú)限長(zhǎng)脈沖數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法只考慮了幅度特性，沒(méi)有考慮相位特性，所設(shè)的濾波器一般是某種確定的非線性相位特性。有限脈沖響應(yīng)（FIR）濾波器在保證了幅度特性滿足技術(shù)要求的同時(shí)，很容易做到有嚴(yán)格的線性相位特性。</p><p>　　本課題利用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)。MATLAB是“矩陣實(shí)驗(yàn)室”（MATrix

2、 LABoratoy）的縮寫(xiě)，是一種科學(xué)計(jì)算軟件，它使用方便，輸入簡(jiǎn)捷，運(yùn)算高效，內(nèi)容豐富，因此利用MATLAB軟件，通過(guò)一系列較為系統(tǒng)的函數(shù)法，根據(jù)已知的技術(shù)指標(biāo)，就可以設(shè)計(jì)出滿足要求的濾波器。</p><p>　　關(guān)鍵詞：MATLAB；窗函數(shù)；FIR帶阻數(shù)字濾波器；線性相位</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>&l

3、t;b>　　1課題描述1</b></p><p>　　2 MATLAB簡(jiǎn)介2</p><p>　　3 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法原理2</p><p><b>　　3.1線性相位5</b></p><p>　　3.2 基本窗函數(shù)5</p><p>　　3.2.1 矩形窗函數(shù)5<

4、;/p><p>　　3.2.2 三角窗函數(shù)6</p><p>　　3.2.3漢寧窗函數(shù)7</p><p>　　3.2.4 哈明窗函數(shù)7</p><p>　　3.2.5 布萊克曼窗函數(shù)8</p><p>　　3.2.6 凱塞窗8</p><p>　　4 方案設(shè)計(jì)與分析10</p>

5、;<p>　　4.1方案設(shè)計(jì)程序10</p><p><b>　　4.2分析12</b></p><p>　　5 總結(jié)與體會(huì)14</p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)1</b></p><p><b>　　1課題描述</b></p>&l

6、t;p>　　現(xiàn)代圖像、語(yǔ)聲、數(shù)據(jù)通信對(duì)線性相位的要求是普遍的。正是此原因，使得具有線性相位的FIR數(shù)字濾波器得到大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用。</p><p>　　在實(shí)際進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理時(shí)，往往需要把信號(hào)的觀察時(shí)間限制在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，只需要選擇一段時(shí)間信號(hào)對(duì)其進(jìn)行分析。這樣，取用有限個(gè)數(shù)據(jù)，即將信號(hào)數(shù)據(jù)截?cái)嗟倪^(guò)程，就等于將信號(hào)進(jìn)行加窗函數(shù)操作。而這樣操作以后，常常會(huì)發(fā)生頻譜分量從其正常頻譜擴(kuò)展開(kāi)來(lái)的現(xiàn)象，即所謂的

7、“頻譜泄漏”。當(dāng)進(jìn)行離散傅立葉變換時(shí)，時(shí)域中的截?cái)嗍潜匦璧?，因此泄漏效?yīng)也是離散傅立葉變換所固有的，必須進(jìn)行抑制。而要對(duì)頻譜泄漏進(jìn)行抑制，可以通過(guò)窗函數(shù)加權(quán)抑制DFT的等效濾波器的振幅特性的副瓣，或用窗函數(shù)加權(quán)使有限長(zhǎng)度的輸入信號(hào)周期延拓后在邊界上盡量減少不連續(xù)程度的方法實(shí)現(xiàn)。而在后面的FIR濾波器的設(shè)計(jì)中，為獲得有限長(zhǎng)單位取樣響應(yīng)，需要用窗函數(shù)截?cái)酂o(wú)限長(zhǎng)單位取樣響應(yīng)序列。另外，在功率譜估計(jì)中也要遇到窗函數(shù)加權(quán)問(wèn)題。由此可見(jiàn)，窗函數(shù)加權(quán)

8、技術(shù)在數(shù)字信號(hào)處理中的重要地位。</p><p>　　2 MATLAB簡(jiǎn)介</p><p>　　MATLAB是“矩陣實(shí)驗(yàn)室”（MATrix LABoratoy）的縮寫(xiě)，是一種科學(xué)計(jì)算軟件，主要適用于矩陣運(yùn)算及控制和信息處理領(lǐng)域的分析設(shè)計(jì)，它使用方便，輸入簡(jiǎn)捷，運(yùn)算高效，內(nèi)容豐富，因此很多專(zhuān)家在自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域用它編寫(xiě)了許多專(zhuān)門(mén)的MATLAB工具包，由于MATLAB功能的不斷擴(kuò)展，所以是科學(xué)研

9、究中最常用必不可少的工具。</p><p>　　MATLAB由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。隨著MATLAB的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級(jí)，MATLAB的用戶界面也越來(lái)越精致，更加接近Windows的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡(jiǎn)單

10、。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯(lián)機(jī)查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。簡(jiǎn)單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過(guò)編譯就可以直接運(yùn)行，而且能夠及時(shí)地報(bào)告出現(xiàn)的錯(cuò)誤及進(jìn)行出錯(cuò)原因分析。</p><p>　　MATLAB一個(gè)高級(jí)的矩陣/陣列語(yǔ)言，它包含控制語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。用戶可以在命令窗口中將輸入語(yǔ)句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫(xiě)好一個(gè)較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序（M文件

11、）后再一起運(yùn)行。新版本的MATLAB語(yǔ)言是基于最為流行的C＋＋語(yǔ)言基礎(chǔ)上的，因此語(yǔ)法特征與C＋＋語(yǔ)言極為相似，而且更加簡(jiǎn)單，更加符合科技人員對(duì)數(shù)學(xué)表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)格式。使之更利于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的科技人員使用。而且這種語(yǔ)言可移植性好、可拓展性極強(qiáng)，這也是MATLAB能夠深入到科學(xué)研究及工程計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域的重要原因。</p><p>　　3 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法原理</p><p>　　數(shù)字濾波器可以理解為是

12、一個(gè)計(jì)算程序或算法，將代表輸入信號(hào)的數(shù)字時(shí)間序列轉(zhuǎn)化為代表輸出信號(hào)的數(shù)字時(shí)間序列，并在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，使信號(hào)按預(yù)定的形式變化。數(shù)字濾波器有多種分類(lèi)，根據(jù)數(shù)字濾波器沖激響應(yīng)的時(shí)域特征，可將數(shù)字濾波器分為兩種，即無(wú)限長(zhǎng)沖激響應(yīng)（iir）濾波器和有限長(zhǎng)沖激響應(yīng)（fir）濾波器。iir數(shù)字濾波器具有無(wú)限寬的沖激響應(yīng)，與模擬濾波器相匹配。所以iir濾波器的設(shè)計(jì)可以采取在模擬濾波器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步變換的方法。fir數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)是有限長(zhǎng)序列

13、。它的設(shè)計(jì)問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是確定能滿足所要求的轉(zhuǎn)移序列或脈沖響應(yīng)的常數(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)方法主要有窗函數(shù)法、頻率采樣法和等波紋最佳逼近法等。</p><p>　　因此設(shè)計(jì)FIR濾波器的方法之一可以從時(shí)域出發(fā)，截取有限長(zhǎng)的一段沖擊響應(yīng)作為H(z)的系數(shù)，沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度N就是系統(tǒng)函數(shù)H(z)的階數(shù)。只要N足夠長(zhǎng)，截取的方法合理，總能滿足頻域的要求。一般這種時(shí)域設(shè)計(jì)、頻域檢驗(yàn)的方法要反復(fù)幾個(gè)回合才能成功。要設(shè)計(jì)一個(gè)線性相位的FIR數(shù)字

14、濾波器，首先要求理想頻率響應(yīng)。是w的周期函數(shù)，周期為，可以展開(kāi)成傅氏級(jí)數(shù)：</p><p>　?。?（3-1）</p><p>　　其中是與理想頻響對(duì)應(yīng)的理想單位抽樣響應(yīng)序列。但不能用來(lái)作為設(shè)計(jì)FIR DF用的h(n)，因?yàn)橐话愣际菬o(wú)限長(zhǎng)、非因果的，物理上無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為了設(shè)計(jì)出頻響類(lèi)似于理想頻響的濾波器，可以考慮用h(n)來(lái)近似。</p&g

15、t;<p>　　窗函數(shù)的基本思想：先選取一個(gè)理想濾波器（它的單位抽樣響應(yīng)是非因果、無(wú)限長(zhǎng)的），再截?。ɑ蚣哟埃┧膯挝怀闃禹憫?yīng)得到線性相位因果FIR濾波器。這種方法的重點(diǎn)是選擇一個(gè)合適的窗函數(shù)和理想濾波器。</p><p>　　設(shè)x(n)是一個(gè)長(zhǎng)序列，w(n)是長(zhǎng)度為N的窗函數(shù)，用w(n)截?cái)鄕(n)，得到N點(diǎn)序列xn(n)，即</p><p>　　xn(n) = x(n)

16、w(n) （3-2）</p><p><b>　　在頻域上則有</b></p><p><b>　　（3-3）</b></p><p>　　由此可見(jiàn)，窗函數(shù)w(n)不僅僅會(huì)影響原信號(hào)x(n)在時(shí)域上的波形，而且也會(huì)影響到頻域內(nèi)的形狀。</p><p

17、>　　MATLAB信號(hào)工具箱主要提供了以下幾種窗函數(shù)，如表下所示：</p><p>　　表1 MATLAB窗函數(shù)</p><p>　　加矩形窗后的頻譜和理想頻譜可得到以下結(jié)論：</p><p>　　加窗使過(guò)渡帶變寬，過(guò)渡帶的帶寬取決于窗譜的主瓣寬度。矩形窗情況下的過(guò)渡帶寬是。N越大，過(guò)渡帶越窄、越陡；</p><p>　　過(guò)渡帶兩旁產(chǎn)生

18、肩峰，肩峰的兩側(cè)形成起伏振蕩。肩峰幅度取決于窗譜主瓣和旁瓣面積之比。矩形窗情況下是8.95％，與N無(wú)關(guān)。工程上習(xí)慣用相對(duì)衰耗來(lái)描述濾波器，相對(duì)衰耗定義為</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　這樣兩個(gè)肩峰點(diǎn)的相對(duì)衰耗分別是0.74dB和-21dB。其中（-0.0895）對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的值定義為阻帶最小衰耗。</p><p&g

19、t;　　以上的分析可見(jiàn)，濾波器的各種重要指標(biāo)都是由窗函數(shù)決定，因此改進(jìn)濾波器的關(guān)鍵在于改進(jìn)窗函數(shù)。</p><p>　　窗函數(shù)譜的兩個(gè)最重要的指標(biāo)是：主瓣寬度和旁瓣峰值衰耗。旁瓣峰值衰耗定義為：</p><p>　　旁瓣峰值衰耗＝20lg(第一旁瓣峰值／主瓣峰值) （3-5）</p><p>　　為了改善濾波器的性能，需使窗函數(shù)譜滿足：&l

20、t;/p><p>　　主瓣盡可能窄，以使設(shè)計(jì)出來(lái)的濾波器有較陡的過(guò)渡帶；</p><p>　　第一副瓣面積相對(duì)主瓣面積盡可能小，即能量盡可能集中在主瓣，外泄少，使設(shè)計(jì)出來(lái)的濾波器的肩峰和余振小。</p><p>　　但上面兩個(gè)條件是相互矛盾的，實(shí)際應(yīng)用中，折衷處理，兼顧各項(xiàng)指標(biāo)。</p><p><b>　　3.1線性相位</b&

21、gt;</p><p>　　一個(gè)單一頻率的正弦信號(hào)通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)，假設(shè)它通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間需要t，則這個(gè)信號(hào)的輸出相位落后原來(lái)信號(hào)wt的相位。從這邊可以看出，一個(gè)正弦信號(hào)通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)落后的相位等于它的w*t；反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)頻率為w的正弦信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)后，它的相位落后delta，則該信號(hào)被延遲了delta/w的時(shí)間。在實(shí)際系統(tǒng)中，一個(gè)輸入信號(hào)可以分解為多個(gè)正弦信號(hào)的疊加，為了使得輸出信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生相位失真，必須要求它

22、所包含的這些正弦信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的時(shí)間是一樣的。因此每一個(gè)正弦信號(hào)的相位分別落后，w1*t，w2*t，w3*t。因此，落后的相位正比于頻率w，如果超前，超前相位的大小也是正比于頻率w。從系統(tǒng)的頻率響應(yīng)來(lái)看，就是要求它的相頻特性是一條直線。在FIR濾波器的設(shè)計(jì)中，為了得到線性相位的性質(zhì)，通常利用實(shí)偶對(duì)稱(chēng)序列的相頻特性為常數(shù)0和實(shí)奇對(duì)稱(chēng)序列為相頻特性為常數(shù)90度的特點(diǎn)。因此得到的是對(duì)稱(chēng)序列，不是因果序列，是不可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，為了稱(chēng)為物理可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，

23、需要將它向右移動(dòng)半個(gè)周期，這就造成了相移特性隨時(shí)間的變化，同時(shí)也是線性變化。</p><p>　　單位脈沖響應(yīng)h(n)（為實(shí)數(shù)）具有偶對(duì)稱(chēng)或奇對(duì)稱(chēng)性，則FIR數(shù)字濾波器具有嚴(yán)格的線性相位特性。 </p><p>　　數(shù)字濾波器中，IIR數(shù)字濾波器方便簡(jiǎn)單，但它相位的非線性，要求采用全通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相位校正，且穩(wěn)定性難以保障。FIR濾波器具有很好的線性相位特性，使得它越來(lái)越受到廣泛的重視。<

24、;/p><p><b>　　3.2 基本窗函數(shù)</b></p><p>　　數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域中所用到的基本窗函數(shù)主要有：矩形窗函數(shù)、三角窗函數(shù)和漢寧窗函數(shù)，哈明窗函數(shù)布萊克窗函數(shù)，凱塞窗函數(shù)等。下面就對(duì)這些窗函數(shù)展開(kāi)介紹。</p><p>　　3.2.1 矩形窗函數(shù)</p><p>　　矩形窗(Rectangular Win

25、dow)函數(shù)的時(shí)域形式可以表示為：</p><p><b>　?。?-2-1）</b></p><p><b>　　它的頻域特性為</b></p><p><b>　?。?-2-2）</b></p><p>　　Boxcar函數(shù)：生成矩形窗</p><p&g

26、t;　　調(diào)用方式w = boxcar (N)：輸入?yún)?shù)N是窗函數(shù)的長(zhǎng)度；輸出參數(shù)w是由窗函數(shù)的值組成的n階向量。從功能上講，該函數(shù)又等價(jià)于w = ones(n,1)。</p><p>　　3.2.2 三角窗函數(shù)</p><p>　　三角窗是最簡(jiǎn)單的頻譜函數(shù)為非負(fù)的一種窗函數(shù)。三角窗函數(shù)的時(shí)域形式可以表示為：</p><p><b>　　當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)<

27、/b></p><p><b>　　（3-2-3）</b></p><p><b>　　當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)</b></p><p><b>　?。?-2-4）</b></p><p>　　Bartlett函數(shù)：生成巴特利特窗</p><p>　　調(diào)用方式

28、w = bartlett(n)：</p><p>　　(1) 輸入?yún)?shù)n是窗函數(shù)的長(zhǎng)度；</p><p>　　(2) 輸出參數(shù)w是由窗函數(shù)的值組成的n階向量。</p><p>　　(3) 三角窗也是兩個(gè)矩形窗的卷積。</p><p>　　三角窗函數(shù)的首尾兩個(gè)數(shù)值通常是不為零的。當(dāng)n是偶數(shù)時(shí)，三角窗的傅立葉變換總是非負(fù)數(shù)。</p>

29、<p>　　3.2.3漢寧窗函數(shù)</p><p>　　漢寧窗函數(shù)的時(shí)域形式可以表示為：</p><p><b>　　（3-2-5）</b></p><p><b>　　它的頻域特性為：</b></p><p><b>　?。?-2-6）</b></p>

30、<p>　　其中，為矩形窗函數(shù)的幅度頻率特性函數(shù)。</p><p>　　漢寧窗函數(shù)的最大旁瓣值比主瓣值低31dB，但是主瓣寬度比矩形窗函數(shù)的主瓣寬度增加了1倍，為8π/N。</p><p>　　hanning函數(shù)：生成漢寧窗</p><p><b>　　調(diào)用方式</b></p><p>　　(1) w = h

31、anning(n)：輸入?yún)?shù)n是窗函數(shù)的長(zhǎng)度；輸出參數(shù)w是由窗函數(shù)的值組成的n階向量。</p><p>　　注意：此函數(shù)不返回是零點(diǎn)的窗函數(shù)的首尾兩個(gè)元素。 </p><p>　　(2) w = hanning(n,'symmetric')：與上面相類(lèi)似。</p><p>　　(3) w = hanning(n,'periodic')

32、：此函數(shù)返回包括為零點(diǎn)的窗函數(shù)的首尾兩個(gè)元素。</p><p>　　3.2.4 哈明窗函數(shù)</p><p>　　海明窗函數(shù)的時(shí)域形式可以表示為</p><p><b>　　（3-2-7）</b></p><p><b>　　它的頻域特性為</b></p><p><b&

33、gt;　　（3-2-8）</b></p><p>　　其中，為矩形窗函數(shù)的幅度頻率特性函數(shù)。</p><p>　　海明窗函數(shù)的最大旁瓣值比主瓣值低41dB，但它和漢寧窗函數(shù)的主瓣寬度是一樣大的。</p><p>　　Hamming函數(shù)：生成海明窗</p><p><b>　　調(diào)用方式</b></p>

34、;<p>　　(1) w = hamming(n)：輸入?yún)?shù)n是窗函數(shù)的長(zhǎng)度；輸出參數(shù)w是由窗函數(shù)的值組成的n階向量。</p><p>　　(2) w = hamming(n,sflag)：參數(shù)sflag用來(lái)控制窗函數(shù)首尾的兩個(gè)元素值；其取值為symmetric或periodic；默認(rèn)值為symmetric。</p><p>　　3.2.5 布萊克曼窗函數(shù)</p>

35、<p>　　布萊克曼窗函數(shù)的時(shí)域形式可以表示為</p><p><b>　　(3-2-9)</b></p><p><b>　　它的頻域特性為</b></p><p><b>　?。?-2-10）</b></p><p>　　其中，為矩形窗函數(shù)的幅度頻率特性函數(shù)。

36、</p><p>　　布萊克曼窗函數(shù)的最大旁瓣值比主瓣值低57dB，但是主瓣寬度是矩形窗函數(shù)的主瓣寬度的3倍，為12π/N。</p><p>　　Blackman函數(shù)：生成海明窗</p><p><b>　　調(diào)用方式</b></p><p>　　(1) w = blackman (n)：輸入?yún)?shù)n是窗函數(shù)的長(zhǎng)度；輸出參數(shù)

37、w是由窗函數(shù)的值組成的n階向量。</p><p>　　(2) w = blackman (n,sflag)：參數(shù)sflag用來(lái)控制窗函數(shù)首尾的兩個(gè)元素值；其取值為symmetric或periodic；默認(rèn)值為symmetric。</p><p><b>　　3.2.6 凱塞窗</b></p><p>　　上面所討論的幾種窗函數(shù)，在獲得旁瓣抑制的

38、同時(shí)卻增加了主瓣的寬度。而凱塞窗定義了一組可調(diào)的窗函數(shù)，它是由零階貝塞爾函數(shù)構(gòu)成的，其主瓣能量和旁瓣能量的比例是近乎最大的。而且，這種窗函數(shù)可以在主瓣寬度和旁瓣高度之間自由選擇它們的比重，使用戶的設(shè)計(jì)變得非常靈活。</p><p>　　凱塞窗函數(shù)的時(shí)域形式可表示為</p><p><b>　　(3-2-11)</b></p><p>　　其中，

39、是第1類(lèi)變形零階貝塞爾函數(shù)，是窗函數(shù)的形狀參數(shù)，由下式確定：</p><p><b>　?。?-2-12）</b></p><p>　　其中，為凱塞窗函數(shù)的主瓣值和旁瓣值之間的差值(dB)。改變?chǔ)碌娜≈?，可以?duì)主瓣寬度和旁瓣衰減進(jìn)行自由選擇。β的值越大，窗函數(shù)頻譜的旁瓣值就越小，而其主瓣寬度就越寬。</p><p>　　Kaiser函數(shù)：生成凱

40、塞窗</p><p>　　調(diào)用方式w = kaiser(n,beta)：輸入?yún)?shù)n是窗函數(shù)的長(zhǎng)度；輸入?yún)?shù)beta用于控制旁瓣的高度；輸出參數(shù)w是由窗函數(shù)的值組成的n階向量。n一定時(shí)，beta越大，其頻譜的旁瓣就越小，但主瓣寬度相應(yīng)的增加；當(dāng)beta一定時(shí)，n發(fā)生變化，其旁瓣高度不會(huì)發(fā)生變化。</p><p><b>　　4 方案設(shè)計(jì)與分析</b></p>

41、<p>　　用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)一個(gè)FIR帶阻濾波器。指示如下：</p><p>　　下通帶截至頻率 ；</p><p>　　上通帶截止頻率 ；</p><p>　　阻帶下限頻率 ；</p><p>　　阻帶上限頻率 </p><p>　　通帶最大衰減 </p&

42、gt;<p>　　阻帶最小衰減 =</p><p><b>　　4.1方案設(shè)計(jì)程序</b></p><p>　　6中窗函數(shù)的基本參數(shù)如下</p><p>　　因?yàn)樽鑾ё钚∷p=,所以選擇布萊克曼窗或凱塞窗都可以設(shè)計(jì)，先以布萊克窗進(jìn)行設(shè)計(jì)。程序步驟如下：</p><p>　　wlp=0.2*pi;

43、 </p><p>　　wls=0.35*pi; </p><p>　　wus=0.65*pi; </p><p>　　wup=0.8*pi;</p><p>　　wc=[(wlp+wls)/2/pi,(wus+wup)/2/pi]; </

44、p><p>　　B=wls-wlp; </p><p>　　N=ceil(12*pi/B)-1; </p><p>　　n=0:N-1; </p><p>　　window=kaiser(N); &l

45、t;/p><p>　　[h1,w]=freqz(window,1) </p><p>　　subplot(2,2,1)</p><p>　　stem(window,'.'); </p><p>　　xlabel('n');

46、 </p><p>　　title(' kaiser窗函數(shù)'); </p><p>　　subplot(2,2,2) </p><p>　　plot(w/pi,20*log(abs(h1)/abs(h1(1)))); </p><

47、p>　　grid; </p><p>　　xlabel('w/pi'); </p><p>　　ylabel('幅度(dB)'); </p><p>　

48、　title(' kaiser窗函數(shù)的頻譜'); </p><p>　　hn = fir1(N-1,wc,'stop'); </p><p>　　[h2,w]=freqz(hn,1,512); </p><p>　　subplot(2,2,3)

49、 </p><p>　　stem(n,hn,'.'); </p><p>　　xlabel('n'); </p><p>　　ylabel('h(n)'); </p><p>　　title('

50、 kaiser窗函數(shù)的單位脈沖響應(yīng)'); </p><p>　　subplot(2,2,4) </p><p>　　plot(w/pi,20*log(abs(h2)/abs(h2(1)))); </p><p>　　grid;

51、 </p><p>　　xlabel('w/pi'); </p><p>　　ylabel('幅度(dB)'); </p><p>　　title(' kaiser帶阻濾波器的幅度特性');</p><

52、;p><b>　　運(yùn)行圖形如下：</b></p><p><b>　　4.2分析</b></p><p>　　由kaiser窗函數(shù)程序可知，N-1=80,所以N=81，通過(guò)圖形“kaiser帶阻濾波器的幅度特性”可知通帶內(nèi)最大衰減約為0，小于1。滿足指標(biāo)要求。當(dāng)用凱賽窗時(shí)，只需在程序中調(diào)用函數(shù)blackman(N)即可。其圖形如下：<

53、/p><p>　　由兩圖可得，兩種設(shè)計(jì)都符合要求，但要綜合過(guò)渡帶寬度，選擇凱塞窗其寬度最小。</p><p><b>　　5 總結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)帶通濾波器時(shí)首先要計(jì)算出過(guò)渡帶，然后查表得到不同窗函數(shù)所需要的階數(shù)，不同的窗函數(shù)所設(shè)計(jì)的濾波器的形狀各有差異，尤其在主瓣寬度、旁瓣的形狀以及主瓣與旁瓣的高度差上有比較明顯得差別，實(shí)

54、際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，折衷處理，兼顧各項(xiàng)指標(biāo)。</p><p>　　為了這次課程設(shè)計(jì)，自己自學(xué)了數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域中窗函數(shù)的有關(guān)知識(shí)。實(shí)際中遇到的離散時(shí)間信號(hào)總是有限長(zhǎng)的，因此不可避免地要遇到數(shù)據(jù)截?cái)鄦?wèn)題。而在信號(hào)處理中，對(duì)離散序列的數(shù)據(jù)截?cái)嗍峭ㄟ^(guò)序列與窗函數(shù)相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而且，有關(guān)濾波器的設(shè)計(jì)、功率譜估計(jì)等基本概念也要用到窗函數(shù)。本次課程設(shè)計(jì)對(duì)經(jīng)常用到的下面6窗函數(shù)：矩形窗函數(shù)、三角窗函數(shù)、漢寧窗函數(shù)、哈明窗函

55、函數(shù)、布萊克曼窗函數(shù)、凱塞窗函窗，先是做了基本概念上的闡釋?zhuān)缓髮?duì)其MATLAB實(shí)現(xiàn)函數(shù)做出了說(shuō)明，最后又結(jié)合具體的實(shí)例，對(duì)這些窗函數(shù)的頻域特性等進(jìn)行了介紹。</p><p>　　通過(guò)這次學(xué)習(xí)，我不但掌握了FIR數(shù)字濾波器窗函數(shù)的基本知識(shí)及其實(shí)際應(yīng)用的技巧了，還提高了自己的編程和寫(xiě)報(bào)告的能力，收獲頗多。</p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)</b></p&g

56、t;<p>　　[1]《數(shù)字信號(hào)處理》（第三版），丁玉美，高西全.西安電子科技大學(xué)出版社，2000.</p><p>　　[2]《MATLAB及在電子信息課程中的應(yīng)用》，陳懷堔，吳大正，高西全.電子工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[3]《MATLAB 7.0從入門(mén)到精通》，求是科技.人民郵電出版社，2006.</p><p>　　[4]《數(shù)