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D:x(n)=1.5sin(0.2πn)-cos(0.4πn)+5.0sin(0.9πn)(图d)
0.30.20.10-0.1500-50-100-150050100150012343000800600400200010002000002468图d
02468
E:x(n)=1.5sin(0.2πn)-cos(0.4πn)+1.2sin(0.9πn)(图e)
0.40.30.2-500.10-0.1050100150-100-15050001234800600400200080060040020000246802468图e
数字信号处理——实验二、FIR滤波器设计与实现
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2、当采用矩形窗的话,实验(3)(4)的结果是怎样的?
答:矩形窗设计的FIR低通滤波器的单位脉冲响应为:
sin[wc(n?N?1)]h(n)=hd(n)w(n)=
?(n?2N?12 ,0≤n≤N-1
)(3) x(n)=3.0sin(0.16πn)+cos(0.8πn)(图2.3)
0.40.30.2-500.10-0.1020406080-100-1505000123420001500100050001500100050002468002468图2.3
(4) x(n)=1.5sin(0.2πn)-cos(0.4πn)+1.2sin(0.9πn)(图2.4)
0.30.20.10-0.1-50500020406080-10001234800600400200080060040020000246802468图2.4
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3、实验(6)的结果说明什么?
答:(6)的实验结果表明该低通滤波器系统能够有效的滤除高于截止频率的分量。也就是说正弦信号可以线性叠加。当分量5.0sin(0.9πn)被滤除后,剩下的分量相同,所以通过滤波器后输出的信号频谱也是相同的。
六、总结
通过本次实验,我首先掌握了通过窗函数法设计FIR低通滤波器的设计流程,通过对教材的学习,我了解了矩形窗,哈明窗,汉宁窗,布莱克曼窗以及凯泽窗设计滤波器的设计特性。通过比较,知道了各种窗的阻带衰减常数及窗长。通过对窗长度的改变,进一步的了解了不同窗长的特性。接下来,根据差分方程又由MATLAB软件实现了低通滤波器。对于不同输入信号经过低通滤波器的输出信号的比较,进一步的学习了哈明窗设计低通滤波器应考虑以下问题:一,选择合适的设计指标,如截止频率,过渡带宽度,阻带衰减。二,需求解出理想低通滤波器的时域响应。同样,FIR滤波器在实际应用中也有很多的用处,如上一个实验提到信号去噪方面的应用,通过滤波器,可以滤除部分在实际中没有用的高频噪声,但是,在滤除高频噪声的同时,也会滤除一些高频信号分量,因此信号会存在一些失真。滤波器除了在信号去噪方面有很好的应用,在信号增强方面也有一定的用处,这在通信、语音信号和图像信号等处理中具有广泛的实际应用,这必是我们以后学习研究的重点。除了在理论学习上有了这些收获,在实际中,通过对MATLAB软件的再一次应用,充分的了解了MATLAB软件在数据计算,信号处理等方面的强大功能。
七、参考文献
1:俞一彪,孙兵.数字信号处理—理论与应用.第二版.南京:东南大学出版社,2011 2:曹戈.MATLAB教程及实训.北京:机械工业出版社,2008
数字信号处理——实验二、FIR滤波器设计与实现