数字信号课程设计---基于汉明窗函数的FIR低通滤波器的设计

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1、 DSP 第二次课程设计第二次课程设计 基于汉明窗函数的基于汉明窗函数的 FIR 低通滤波器的设计低通滤波器的设计 基于汉明窗函数的基于汉明窗函数的 FIR 低通滤波器的设计低通滤波器的设计 一一 数字滤波器的基本理论数字信号课程设计数字滤波器的基本理论数字信号课程设计 1.数字滤波器的定义和分类数字滤波器的定义和分类 数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的， 用有限精度算法实现的离散时间 线性非时变系统，其输入是一组数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。因 此， 数字滤波器本身既可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用的数 字计算机，也可以将所需要的运算编成程序，让通用计算机来执行。

2、从数字滤波器的单位冲击响应来看，可以分为两大类:有限冲击响应(FIR)数 字滤波器和无限冲击响应(IIR)数字滤波器。IIR滤波器保留了模拟滤波器较好的 幅度特性，设计简单有效。但这些特性是以牺牲相位特性为代价而获得的，然而 现在许多数据传输、图像处理系统都越来越多的要求系统具有线性相位特性。在 这方面FIR滤波器具有独特的优点，它可以保持严格的线性相位特性，因此越来 越受到广泛的重视。FIR滤波器的设计方法有窗函数法、频率抽样法等，两种方 法分别从时域和频域为出发点来进行设计的。 滤波器按功能上分可以分为低通滤 波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BSF)

3、。 2.数字滤波器的优点数字滤波器的优点 相对于模拟滤波器，数字滤波器没有漂移，能够处理低频信号，频率响应特 性可做成非常接近于理想的特性，且精度可以达到很高，容易集成等，这些优势 决定了数字滤波器的应用将会越来越广泛。同时 DSP 处理器(Digital Signal Processor)的出现和 FPGA(Field Programmable Gate Array)的迅速发展也促进了数 字滤波器的发展，并为数字滤波器的硬件实现提供了更多的选择。 数字滤波器具有以下显著优点: (1)精度高 (2)灵活性大(3)可靠性高(4)易于大规模集成(5)并行处理:数字滤波 器的另外一个最大优点就是可以

4、实现并行处理。 二二 数字滤波器的设计数字滤波器的设计 1.1.数字滤波器设计的基本步骤如下数字信号课程设计，数字滤波器设计的基本步骤如下数字信号课程设计， (1) 确定指标。在设计一个滤波器之前，必须首先根据工程实际需要确定滤 波器的技术指标。在很多实际应用中，数字滤波器常常被用来实现选频操作。因 此，指标的形式一般在频域中给出幅度响应和相位响应。幅度指标主要以两种方 式给出。第一是绝对指标，它提供对幅度响应函数的要求，一般应用于FIR滤波 器的设计。 第二种指标是相对指标。 它以分贝值的形式给出要求， 在工程实际中， 比较受到欢迎。对于相位响应指标形式，通常希望系统在通频带中仍然有线性相 位。 运用线性相位响应的指标进行滤波器设计具有如下优点： 只包含实数算法， 不涉及复数运算；不存在延迟失真，只有固定数量的延迟；长度为N的滤波 器（阶数为N-1），计算量为N/2数量级。 (2)逼近。确定了技术指标后，就可以建立一个目标的数字滤波器模型。通 常采用理想的数字滤波器模型。之后，利用数字滤波器的设计方法，设计出一个 实际滤波器模型来逼近给定的目标。 （3）性能分析和计算