实验六用窗函数设计FIR滤波器.ppt
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1、实验六用窗函数设计FIR滤波器桂林电子科技大学信息与通信学院桂林电子科技大学信息与通信学院桂林电子科技大学信息与通信学院桂林电子科技大学信息与通信学院实验老师:熊娅实验老师:熊娅实验老师:熊娅实验老师:熊娅实验目的n n熟悉熟悉FIR滤波器设计的方法和原理滤波器设计的方法和原理n n掌握用窗函数法设计掌握用窗函数法设计FIR滤波器的方滤波器的方法和原理,熟悉滤波器的特性法和原理,熟悉滤波器的特性n n了解各种窗函数滤波器特性的影响了解各种窗函数滤波器特性的影响实验原理实验原理FIRFIR滤波器设计方法:滤波器设计方法:窗函数法窗函数法频率取样法频率取样法切比雪夫等波纹逼近法。切比雪夫等波纹逼近
2、法。FIRFIR滤波器的设计原理:滤波器的设计原理:寻求一系统函数寻求一系统函数 ,使其频率响应,使其频率响应 逼逼近滤波器要求的理想频率响应近滤波器要求的理想频率响应 ,其对,其对应的单位脉冲响应应的单位脉冲响应 。实验原理实验原理用窗函数设计FIR滤波器 设计原理:在时域用一个窗函数截取理想 的得到 ,以有限长序列 近似逼近理想的 ;在频域用理想 的在单位圆上等角度取样得到h(k),根据h(k)得到H(z)将逼近理想的Hd(z)。用矩形窗设计的FIR低通滤波器,所设计滤波器的幅度函数在通带和阻带都呈现出振荡现象,且最大波纹大约为幅度的9%,(现象称为吉布斯(Gibbs)效应)。实验原理实验
3、原理用窗函数设计FIR滤波器(1)矩形窗(Rectangle Window)典型的窗函数:w=boxcar(N)函数(2)三角形窗(Bartlett Window)w=triang(N)函数实验原理实验原理用窗函数设计FIR滤波器(3)汉宁(Hanning)窗,又称升余弦窗 典型的窗函数:w=hanning(N)函数实验原理实验原理用窗函数设计FIR滤波器(4)汉明(Hamming)窗,又称改进的升余弦窗 典型的窗函数:w=hamming(N)函数实验原理实验原理用窗函数设计FIR滤波器(5)布莱克曼(Blankman)窗,又称二阶升余弦窗 典型的窗函数:w=blackman(N)函数实验原理
4、实验原理用窗函数设计FIR滤波器(6)凯泽(Kaiser)窗 典型的窗函数:w=kaiser(N,beta)函数可选参数,用来选择主瓣宽度和旁瓣衰减之间的交换关系越大,过渡带越宽,阻带越小衰减也越大。是第一类修正零阶贝塞尔函数。Properties of some window functions(P408)Type of Type of windowwindowMain lobe Main lobe widthwidthRelative Relative sidelobe level sidelobe level AslAslMininum Mininum stopband stopband
5、 attenuationattenuationTransition Transition bandwidth bandwidth RectangularRectangular13.3dB13.3dB20.9dB20.9dB0.920.92barlettbarlett26.5dB26.5dBSee textSee textSee textSee textHannHann31.5dB31.5dB43.9dB43.9dB3.113.11HammingHamming42.7dB42.7dB54.5dB54.5dB3.323.32blackmanblackman58.1dB58.1dB75.3dB75.
6、3dB5.565.56实验原理实验原理用窗函数设计FIR滤波器 利用窗函数设计FIR滤波器的具体步骤如下:(a)根据具体的性能要求通过对过渡带宽度及阻带衰 减AS,等参数的分析选择合适的窗函数,并估计滤波器的长度N。(b)由给定的滤波器的幅频响应参数求出理想的单位脉冲响应。(c)确定延时值,计算滤波器的单位取样响应,.(d)验证技术指标是否满足要求。分析所设计的滤波器的幅频特性。实验内容及步骤实验内容及步骤n n(1 1)实验前认真复习有关)实验前认真复习有关FIRFIR滤波器设计的滤波器设计的有关知识,尤其是窗函数的有关内容,熟悉有关知识,尤其是窗函数的有关内容,熟悉窗函数及窗函数及FIRF
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