毕业论文——基于窗函数实现的FIR滤波器

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1、 本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计） 题目：基于窗函数实现的题目：基于窗函数实现的 FIRFIR 滤波器滤波器 摘 要 理想滤波器的单位脉冲响应 Cn 往往都是无限长序列，而且是非因果的，但 FIR 的滤波器系数 h(n)长度是有限的，最简单的办法就是按滤波器系数长度直接 截取其一段来代替。这样的突然截断在时域有跳变，导致设计出的滤波器特性变 差。为了改善设计滤波器的特性，本文以窗函数法和 MATLAB 工具软件为例， 简要介绍设计 FIR 数字滤波器的方法。 关键词：窗函数；MATLAB；FIR 滤波器 Abstract The response Cn to unit impulse

2、of ideal filter is often unlimited sequence at length and non-causal sequence, but the filter FIR coefficient h(n) length is limited; The simplest way is to intercept one section directly according the coefficient length of filter. The time domain will changes somewhat at the abrupt interception and

3、 may lead to the poor characters of the filter. For improving the filters characters, this text takes Window function and the tool software MATLAB as the examples, and gives some brief introduction of the design method of the digital filters FIR. KEYWORDS: Window Function; MATLAB; FIR filter 目 录 1.

4、引 言. 1 2. FIR 滤波器的设计 2 2.1 数字滤波器的概况 2 2.2 FIR 滤波器的简介 . 3 2.2.1 FIR 滤波器的基本概念 . 3 2.2.2 FIR 滤波器的特点 . 3 2.3 FIR 数字滤波器的设计步骤 . 4 3. 窗函数设计法. 6 3.1 窗函数的理论依据 6 3.2 窗函数法的设计步骤 6 3.3 各种窗函数及其性能比较 7 4. MATLAB 环境下的设计仿真及结果 10 4.1 MATLAB 的简介. 10 4.2 MATLAB 环境下的设计实例. 10 4.2.1 FIR 数字低通滤波器设计 . 10 4.2.2 FIR 数字高通滤波器设计 .

5、 12 4.2.3 FIR 数字带通滤波器设计 . 13 4.2.4 FIR 数字带阻滤波器设计 . 14 结束语 17 参考文献 18 谢辞 19 综述 20 1 基于窗函数实现的 FIR 滤波器 1. 引 言 随着信息和数字技术的发展，数字信号处理已成为当今极其重要的学科和技 术领域之一。它已迅速替代了传统的模拟信号处理方法，广泛应用于通信、语音、 图像、自动控制、航空航天、军事、医疗等众多领域。而在数字信号处理的基本 方法中，数字滤波器的理论与相关设计逐渐成为人们研究的重点之一。其中由于 FIR 滤波器具有除原点外，只有零点，在 z 平面上没有极点，因而系统总是稳定 的；且在满足一定的对

6、称条件下，易于实现严格的线性相位等优点，使其在工程 应用中具有非常重要的意义，故线性相位 FIR 滤波器在数字信号处理和数据传输 中得到了广泛的应用。 FIR 滤波器的设计方法主要包括窗函数法、频率抽样法和等波纹逼近法。本 文主要介绍窗函数法。窗函数法是一种通过截短和计权使无限长非因果序列成为 有限长脉冲响应序列的设计方法。目前由于其运算简便，物理意义直观，已成为 工程实际中应用最广泛的方法。工程上常用的窗函数有 5 种，即三角窗、矩形窗、 汉宁（Hanning）窗、海明（Hamming）窗和凯瑟（Kaiser）窗。通常在设计数字 滤波器之前，应该先根据具体的参数选择合适的窗函数。 现代数字滤波器的实现有软件或设计专用的数字处理硬件两种方式。其中用 软件来实现数字滤波器的优点是，随着滤波器参数的改变很容易改变滤波器的性 能。现在常用的一种软件就是 MATLAB 软件，它是 Math Works 公司推出的一种 设计软件，具有使用方便、易编程、语言简练的特点，同时还具有强大的数值分 析、矩阵运算、图形绘制、数据处理等功能。随着 MATLAB 信号处理工具箱的 问世，该软件