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FIR数字滤波器设计与使用概要1.docx

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实验报告课程名称:数字信号处理指导老师:刘英成绩:_________________实验名称:FIR数字滤波器设计与使用同组学生姓名:__________一、实验目的和要求设计和应用FIR低通滤波器。掌握FIR数字滤波器的窗函数设计法,了解设计参数(窗型、窗长)的影响。二、实验内容和步骤编写MATLAB程序,完成以下工作。2-1 设计两个FIR低通滤波器,截止频率C=0.5。(1)用矩形窗,窗长N=41。得出第一个滤波器的单位抽样响应序列h1(n)。记下h1(n)的各个抽样值,显示h1(n)的图形(用stem(.))。求出该滤波器的频率响应(的N个抽样)H1(k),显示|H1(k)|的图形(用plot(.))。(2)用汉明窗,窗长N=41。得出第二个滤波器的单位抽样响应序列h2(n)。记下h2(n)的各个抽样值,显示h2(n)的图形。求出滤波器的频率响应H2(k),显示|H2(k)|的图形。(3)由图形,比较h1(n)与h2(n)的差异,|H1(k)|与|H2(k)|的差异。2-2 产生长度为200点、均值为零的随机信号序列x(n)(用rand(1,200)0.5)。显示x(n)。求出并显示其幅度谱|X(k)|,观察特征。2-3 滤波(1)将x(n)作为输入,经过第一个滤波器后的输出序列记为y1(n),其幅度谱记为|Y1(k)|。显示|X(k)|与|Y1(k)|,讨论滤波前后信号的频谱特征。(2)将x(n)作为输入,经过第二个滤波器后的输出序列记为y2(n),其幅度谱记为|Y2(k)|。比较|Y1(k)|与|Y2(k)|的图形,讨论不同的窗函数设计出的滤波器的滤波效果。2-4 设计第三个FIR低通滤波器,截止频率C=0.5。用矩形窗,窗长N=127。用它对x(n)进行滤波。显示输出信号y3(n)的幅度谱|Y3(k)|,并与|Y1(k)|比较,讨论不同的窗长设计出的滤波器的滤波效果。三、主要仪器设备自行编程。四、操作方法和实验步骤(参见“二、实验内容和步骤”)五、实验数据记录和处理5.1 列出MATLAB程序清单,加注释。%% 2-1clear;close all;clc% the length of window = 41wc=0.5*pi;N=41;n=0:N-1;h1=fir1(N-1,wc/pi,boxcar(N));[H1,w1] =freqz(h1);h2=fir1(N-1,wc/pi);[H2,w2] =freqz(h2);figure;subplot(1,2,1);stem(n,h1,filled);gridon;xlabel(n,FontSize,14);ylabel(h1(n),FontSize,14);title(矩形窗得到的低通滤波器h1(n)的时域,FontSize,14);subplot(1,2,2);stem(n,h2,filled);gridon;axis([0 30-0.2 0.6]);xlabel(n,FontSize,14);ylabel(h2(n),FontSize,14);title(矩形窗得到的低通滤波器h2(n)的时域,FontSize,14);figure;subplot(1,2,1);plot(w1/pi,abs(H1));gridon;xlabel(\omega /\pi,FontSize,14);ylabel(|H1(k)|,FontSize,14);title(矩形窗得到的低通滤波器h1(n)的幅度谱,FontSize,14);subplot(1,2,2);plot(w2/pi,abs(H2));gridon;xlabel(\omega /\pi,FontSize,14);ylabel(|H2(k)|,FontSize,14);title(矩形窗得到的低通滤波器h2(n)的幅度谱,FontSize,14);figure;subplot(1,2,1);plot(w1/pi,20*log10(abs(H1)));gridon;axis([0 1-100 20]);xlabel(\omega /\pi,FontSize,14);ylabel(20lg|H1(k)|/dB,FontSize,14);title( h1(n)的幅度谱,FontSize,14);subplot(1,2,2);plot(w2/pi,20*log10(abs(H2)));gridon;xlabel(\omega /\pi,FontSize,14);ylabel(20lg|H2(k)|/dB,FontSize,14);title( h2(n)的幅度谱,FontSize,14);pause;%% 2-2N=200;n=0:N-1;x=rand(1,N)-0.5;[X,w] =freqz(x);figure;su
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