Matlab结合窗函数法设计数字带通FIR滤波器(4)

2020-06-30 11:01

武汉理工大学《MATLAB课程设计》报告

[h2,w]=freqz(hn,1,512); figure(3); stem(n,hn);

axis([0 60 -0.25 0.25]); grid; xlabel('n'); ylabel('h(n)');

title(?Hanning窗函数的单位脉冲响应?); figure(4);

plot(w/pi,20*log(abs(h2)/abs(h2(1)))); grid; xlabel('w/pi'); ylabel('幅度(dB)');

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4 窗函数仿真结果分析

4.1 汉宁窗函数仿真结果

图4-1 汉宁窗函数波形图

图4-2 汉宁窗函数频谱图

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图4-3 汉宁窗设计带通滤波器的冲击响应图

图4-4汉宁窗设计带通滤波器的幅频响应图

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4.2汉宁窗函数仿真结果分析

由仿真波形图可以得出以下几个方面的分析结果:

由图5-3可以看出,汉宁窗设计的带通滤波器的单位冲击响应为偶对称,也就是说当N为偶数时,单位冲击响应序列为偶函数,这说明FIR带通滤波器相位是严格的线性关系。

由图5-2可以看出,汉宁窗函数的阻带衰减大约在-70dB到-300dB,也就是说旁瓣幅度远小于主瓣幅度,能量全部集中在主瓣,主瓣宽度也有所增加,效果比较明显。

由图5-1可以看出,汉宁窗是典型的升余弦窗,基本符合汉宁窗函数的时域表达式,所加的窗口是余弦函数(类似类似余弦函数)。

由图5-4可以看出,汉宁窗设计的带通滤波器带通下限截止频率大约为0.35π,带通上线截止频率大约为0.65π,在通带频率之外的频率的信号的幅度将受到很大的衰减,以致信号不能通过滤波器。

根据以上的结果分析可以得到:本次设计结果符合设计要求。

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5总结与体会

本次MATLAB课程设计主要任务是完成FIR滤波器的设计,对我来说这个题目还是很有挑战性的,因为自己对MATLAB中有关滤波器的设计知识了解较少,但正是这种有挑战性的题目才能提高自己的能力,才有研究价值,入手这个题目后我查阅了相关的资料,也从网上获得了不少有关MATLAB设计滤波器的资料,加上自己之间对MATLAB有一定的了解,因而设计思路渐渐明朗,经过自己的不断尝试和探索,终于弄明白了FIR滤波器的工作原理,通过查阅相关资料和研究MATLAB中提供的帮助信息,我也明白了FIR滤波器设计相关的一些函数的使用方法,并用它们来设计FIR滤波器,最终完成了题目。

在设计过程中,我也遇到了很多不懂得地方,程序经常出现错误,尤其是在利用所设计的滤波器对模拟出来的数字序列滤波时,出现很多错误,但经过自己的不断努力和尝试,最终还是解决了问题。

总之,通过本次课程设计,我收获很大,不只是学会了用MATLAB设计FIR滤波器,而是学会了自己学习新知识的一种方法

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