数字信号处理课程设计-- 用窗函数法设计FIR数字滤波器

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1、课程设计任务书课程设计任务书 题题 目目: : 用窗函数法设计 FIR 数字滤波器 初始条件：初始条件： 1. MATLAB6.5 以上版本软件 2. 课程设计辅导资料： “MATLAB 语言基础及使用入门” 、 “数字信号处理原理与实现” 、 “MATLAB 及在电子信息课程中的应用”等； 3. 先修课程：信号与系统、数字信号处理、MATLAB 应用实践及信号处理类课程等。 时间安排：时间安排： 第 20 周理论设计、实验室安装调试，地点：鉴主 15 楼通信实验室一 序号序号 阶段内容阶段内容 所需时间所需时间 1 方案设计 2 天 2 软件设计 2 天 3 系统仿真 2 天 4 答辩 1

2、天 总计 1 周 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 1 目目 录录 摘 要 1 Abstract. 2 1 绪论 3 1.1 数字滤波技术 3 1.2 FIR 滤波器 . 3 2 设计方法 . 4 2.1 MATLAB 结合窗函数法的设计方法 4 2.2 窗函数设计法 4 2.2.1 设计函数的选取 . 4 2.2.2 窗函数的构造 . 5 2.2.1 窗函数的设计条件 . 5 3 基本窗函数 . 7 3.1 三类基本窗函数介绍 7 3.1.1 矩形窗 . 7 3.1.2 三角形窗 . 7 3.1.3 汉宁窗

3、（升余弦窗） . 8 4 各类窗函数比较 . 9 4.1 窗函数绘图比较 . 9 4.2 窗函数法设计步骤 10 4.3 窗函数法设计比较 10 5 具体设计内容 15 6 总结与体会 21 2 7 参考文献 22 3 摘摘 要要 现代图像、语声、数据通信对线性相位的要求是普遍的。正是此原因，使得具有线性 相位的 FIR 数字滤波器得到迅速发展和广泛应用。 在实际进行数字信号处理时，往往需要把信号的观察时间限制在一定的时间间隔内， 只需要选择一段时间信号对其进行分析。这样，取用有限个数据，即将信号数据截断的过 程，就等于将信号进行加窗函数操作。而这样操作以后，常常会发生频谱分量从其正常频 谱扩

4、展开来的现象，即所谓的“频谱泄漏” 。当进行离散傅立叶变换时，时域中的截断是 必需的，因此泄漏效应也是离散傅立叶变换所固有的，必须进行抑制。而要对频谱泄漏进 行抑制，可以通过窗函数加权抑制 DFT 的等效滤波器的振幅特性的副瓣，或用窗函数加权 使有限长度的输入信号周期延拓后在边界上尽量减少不连续程度的方法实现。而在后面的 FIR 滤波器的设计中，为获得有限长单位采样响应，需要用窗函数截断无限长单位取样响 应序列。另外，在功率谱估计中也要遇到窗函数加权问题。由此可见窗函数加权技术在数 字信号处理中的重要地位。传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工作量大，滤波特性 调整困难，影响了它的应用。 本文

5、介绍了一种利用 MATLAB 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）快速有 效地设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。本文给出了使用 MATLAB 语言进行程 序设计的方法。 利用 MATLAB 设计滤波器， 可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数， 直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。 关键字：关键字：FIR 滤波器；窗函数；MATLAB 4 A Abstractbstract A modern image, Voice and data communications to the linear phase requirement is

6、 universal. It is for this reason, making a linear phase FIR digital filters are to develop and widely used. In practice, digital signal processing, they often need to observe the time limit for the signal in a certain time interval, only need to select a period of time to analyze the signals. In this way, access to a finite number of data about the process of signal data truncation is equivalent to the signal, the additional window functi