1、 DSP 应用系统设计综合设计报告应用系统设计综合设计报告 题目：题目：基于基于 VC5509A 的数字的数字带通带通滤波器滤波器 姓名 学号 手机 Email 专 业 自动化 班级 10-5 开课学期 2012 至2013 学年2 学期 提交时间 2013 年 6 月 20 日 基于基于 VC5509A 的数字的数字带通带通滤波器滤波器 摘摘 要要：数字滤波器是一种具有频率选择性的离散线性系统，在信号 数字处理中有着广泛的应用。其中 FIR 滤波器是一种常用的滤波器， 它在保证幅度特性满足技术要求的同时， 很容易做到严格的线性相位 特性，在语音分析、图像处理、雷达监测等对信号相位要求高的领域
2、 有着广泛的应用，能实现 IIR 滤波器不能实现的许多功能。 一、设计要求一、设计要求 设计一个带通数字 FIR 滤波器要求如下： 参数：Fs=5KHz，通带边界频率 1 160 p FH z、 2 320 p FH z， 通带最大衰减3 p dB 阻带边界频率 1 100 s FHz、 2 400 s FHz， 阻带最小衰减30 s dB。 二：二：FIR 滤波器设计原理滤波器设计原理 1 数字滤波器的设计原理 数字滤波器的设计问题就是寻找一组系数 ai和 bi，使得其性能 在某种意义上逼近所要求的特性。如果在 s 平面上去逼近，就得到模 拟滤波器，如果在 z 平面上去逼近，则得到数字滤波器
3、。 数字滤波是将输入的信号序列，按规定的算法进行处理，从而得 到所期望的输出序列。 一个线性位移不变系统的输出序列 y(n)和输入 序列 x(n)之间的关系，应满足常系数线性差分方程： （2.1.1） 0 )()()( 1 1 0 ninyainxbny M i i N i i x(n)为输入序列，y(n)为输出序列，ai、bi 为滤波器系数，N 为滤波 器的阶数。 2. FIR 滤波器的基本结构 设h(n)(n =0， 1， 2一1)为滤波器的冲激响应， 输入信号为x(n)， 则FIR滤波器就是要实现下列差分方程： （2.1） 对式（2.2.1）进行 z 变换，可得 FIR 滤波器的传递函数
4、： （2.2） 由此可得到 FIR 滤波器的结构如图 1 所示 图 1.FIR 滤波器直接型结构 算法设计： FIR 滤波器的单位冲击响应 h(n)是一个有限长序列。若 h(n)为实 数， 且满足偶对称或奇对称的条件， 即h(n)=h(N-1-n)或h(n)=-h(N-1-n)， 则 FIR 滤波器具有线性相位特性。 偶对称线性相位 FIR 滤波器的差分方程： （2.3） N偶数 2.3 FIR 滤波器的主要特点 )()()( 1 0 N i inxihny )( )( )( )( 1 0 N i i zih zX zY zH )1()()( 1 2 0 N i i iNnxinxbny 1）
5、单位冲击响应只有有限项； 2）FIR 滤波器无反馈回路，是一种无条件稳定系统； 3）FIR 滤波器可以设计成具有线性相位特性。 三三系统方案系统方案 FIR 滤波器的设计任务就是给定要求的频率特性， 按一定的最佳 逼近准则，选取滤波器转移函数 H(z)中的各个参数 h(n)，即滤波器的 单位抽样响应及阶数 N， 使得频率特性满足设计要求。通常 FIR 滤波 器的设计方法有：窗函数法、 频率抽样法和切比雪夫等波纹逼近法等 方法。 鉴于本次设计要求的精度不高， 我们采取一种比较简单的方法： 即用 Mtlab 中的 fdatool 滤波器设计分析器来设计 FIR 数字滤波器。 通过 Matlab 导
6、出滤波器的系数，在 CCS 下进行检验，观察滤波 器的实际效果。 四、软件实现四、软件实现 1. 滤波器的 MATLAB 实现 1）在 MATLAB 的 start 菜单中选择 Toolboxes-Filter Design-Filter Design f2=80;f3=2000 （2)F1=200;f2=120;f3=600 （3)F1=200;f2=150;f3=330 （4)F1=200;f2=50;f3=2000 六、六、分析与分析与结论结论 从FIR带通滤波器滤波的结果可以看出，所得的滤波器对频率相 差不大信号滤波效果并不理想如（3)图，并不是完全理想的带通滤波 器，其他信号的成分还是存在的，但是相对带通而言，从原来的低频 信号与高频信号混合， 到得到所需频率的信号，不需要的频率信号部 分得到
