基于矩形窗設(shè)計(jì)fir數(shù)字濾波器

1、MATLAB 結(jié)合矩形窗設(shè)計(jì) FIR 濾波器- 1 - 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院《電子信息系統(tǒng)仿真》課程設(shè)計(jì)14 級 專業(yè) 班級題 目 基于矩形窗設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字濾波器 姓 名 學(xué)號 二О一六年十一月二十五日MATLAB 結(jié)合矩形窗設(shè)計(jì) FIR 濾波器- 3 - 第二章 第二章 窗函數(shù) 窗函數(shù)：。1 矩形窗矩形窗屬

2、于時(shí)間變量的零次冪窗。矩形窗使用最多，習(xí)慣上不加窗就是使信號通過了矩形窗。這種窗的優(yōu)點(diǎn)是主瓣比較集中，缺點(diǎn)是旁瓣較高，并有負(fù)旁瓣，導(dǎo)致變換中 帶進(jìn)了高頻干擾和泄漏，甚至出現(xiàn)負(fù)譜現(xiàn)象。 2 三角窗三角窗亦稱費(fèi)杰（Fejer）窗，是冪窗的一次方形式。與矩形窗比較，主瓣寬約等于矩形窗的兩倍，但旁瓣小，而且無負(fù)旁瓣。 3 漢寧（Hanning）窗漢寧窗又稱升余弦窗，漢寧窗可以看作是 3 個矩形時(shí)間窗的頻譜之和，或者說是 3個 sine（t）型函

3、數(shù)之和，而括號中的兩項(xiàng)相對于第一個譜窗向左、右各移動了 π/T，從而使旁瓣互相抵消，消去高頻干擾和漏能。可以看出，漢寧窗主瓣加寬并降低，旁瓣則顯著減小，從減小泄漏觀點(diǎn)出發(fā)，漢寧窗優(yōu)于矩形窗．但漢寧窗主瓣加寬，相當(dāng)于分 析帶寬加寬，頻率分辨力下降。 4 海明（Hamming）窗海明窗也是余弦窗的一種，又稱改進(jìn)的升余弦窗。海明窗與漢寧窗都是余弦窗，只是加權(quán)系數(shù)不同。海明窗加權(quán)的系數(shù)能使旁瓣達(dá)到更小。分析表明，海明窗的第一旁瓣 衰減為一 42

4、dB．海明窗的頻譜也是由 3 個矩形時(shí)窗的頻譜合成，但其旁瓣衰減速度為20dB／（10oct） ，這比漢寧窗衰減速度慢。海明窗與漢寧窗都是很有用的窗函數(shù)。5 高斯窗高斯窗是一種指數(shù)窗。高斯窗譜無負(fù)的旁瓣，第一旁瓣衰減達(dá)一 55dB。高斯富譜的主瓣較寬，故而頻率分辨力低．高斯窗函數(shù)常被用來截?cái)嘁恍┓侵芷谛盘?，如指?shù)衰減 信號等。對于窗函數(shù)的選擇，應(yīng)考慮被分析信號的性質(zhì)與處理要求。如果僅要求精確讀出主瓣頻率，而不考慮幅值精度，則可選用主瓣寬

5、度比較窄而便于分辨的矩形窗，例如測量物體的自振頻率等；如果分析窄帶信號，且有較強(qiáng)的干擾噪聲，則應(yīng)選用旁瓣幅度小的窗函數(shù)，如漢寧窗、三角窗等；對于隨時(shí)間按指數(shù)衰減的函數(shù)，可采用指數(shù)窗來提高信噪比。不同的窗函數(shù)對信號頻譜的影響是不一樣的，這主要是因?yàn)椴煌拇昂瘮?shù)，產(chǎn)生泄漏的大小不一樣，頻率分辨能力也不一樣。信號的截?cái)喈a(chǎn)生了能量泄漏，而用 FFT 算法 計(jì)算頻譜又產(chǎn)生了柵欄效應(yīng)，從原理上講這兩種誤差都是不能消除的，但是我們可以通過選擇不同的窗