FIR数字滤波器设计实验报告汇总-上海怡健医学

FIR数字滤波器设计实验报告摘要

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FIR数字滤波器设计实验报告

一、实验目的

掌握FIR数字滤波器的设计方法；

熟悉MATLAB信号处理工具箱的使用；

熟悉使用MATLAB软件设计FIR数字滤波器并分析设计的滤波器；

了解可以实现严格线性相位的FIR滤波器的条件和特性；

熟悉MATLAB设计的FIR数字滤波器窗口函数设计方法，了解使用窗口函数方法设计FIR滤波器的优缺点；

熟悉MATLAB设计的FIR数字滤波器频率采样设计方法，了解使用频率采样方法设计FIR滤波器的优缺点；

熟悉FIR数字滤波器Chebyshev逼近设计方法的MATLAB设计，并了解使用Chebyshev逼近方法设计FIR滤波器的优缺点。

二、实验设备和环境

1。硬件：一台PC；

2。软件：MATLAB（6.版本0及更高版本）软件环境。

三、实验的内容和要求

1。实验内容：基于窗函数设计方法，频率采样设计方法和Chebyshev近似设计方法，使用MATLAB软件设计满足各自设计要求的FIR数字低通滤波器，并比较采用不同设计方法设计的低通滤波器。

2。实验要求：

（1)需要使用窗函数设计方法和频率采样方法来设计FIR数字低通滤波器，并且滤波器参数要求如下：其中，窗函数设计方法需要使用矩形窗，使用汉宁窗和布莱克曼窗设计数字低通滤波器，同时要求滤波器的幅频特性和对数幅频特性；频率采样方法要求使用采样点和数字低通滤波器的设计，同时给出了要求。采样前后滤波器的幅频特性，以及脉冲响应和对数幅频特性。

（[2)需要使用窗函数设计方法和切比雪夫近似方法来分别设计FIR数字低通滤波器，并且滤波器参数均为：

其中，窗函数设计方法需要使用汉明窗来设计数字低通滤波器，同时还需要滤波器的理想冲激响应和实际冲激响应，中文名窗和对数幅频特性； Schiff近似方法要求使用I型切比雪夫（Chebyshev I），同时要求滤波器的脉冲响应，幅度-频率特性和误差特性。

（3)比较在[1)和（2)中具有相同的参数要求，但使用不同的设计方法）中设计的过滤器，并以图形形式直观显示通过不同的设计方法获得的结果。数字低通滤波器的幅频特性的差异。

四、实验步骤

1。熟悉MATLAB操作环境，命令窗口，工作变量窗口，命令历史窗口，基本的FIR功能；

2。熟悉MATLAB文件格式，m文件创建，编辑，调试；

3。根据要求（1)的内容，设计FIR数字低通滤波器，建立M文件，编写，调试和运行程序；

4。根据2)内容的要求，设计FIR数字低通滤波器，建立M文件，编写，调试和运行程序；

5。比较并分析在[1)和（2)中具有相同的参数要求，但使用不同的设计方法）中设计的滤波器；

6。记录实验结果；

7。分析实验结果；

8。编写实验报告。

五、实验准备问题

1。 FIR滤波器有几种常见的设计方法？这两种方法的特点是什么？

2。 FIR滤波器的线性相位的条件和特性是什么？

3. FIR数字滤波器窗口功能设计方法的过程是什么？优点和缺点是什么？

4。 FIR数字滤波器频率采样设计方法的流程是什么？优点和缺点是什么？

5。用于FIR数字滤波器的Chebyshev近似设计方法的流程是什么？优点和缺点是什么？

6。使用MATLAB设计FIR数字滤波器并进行分析时，常用的基本功能是什么？

六、实验结果记录

（一)满足实验要求（1)数字低通滤波器设计实验记录

1、使用窗函数法设计FIR低通滤波器获得的实验结果：

滤波器的幅频特性和对数幅频特性如下：（N = 2 1)

2、使用频率采样方法设计FIR低通滤波器的实验结果：

（1)在采样点处，通过滤波器采样前后的幅频特性以及脉冲响应和对数幅频特性如下：

（2)在采样点处，通过滤波器采样前后的幅频特性，以及脉冲响应和对数幅频特性如下：

（二)满足实验要求（2)数字低通滤波器设计实验记录

1、使用窗函数法设计FIR低通滤波器获得的实验结果：

滤波器的理想冲激响应和实际冲激响应，中文名窗口以及对数幅度-频率特性如下：

2、使用Chebyshev逼近法设计FIR低通滤波器获得的实验结果：

滤波器的脉冲响应，幅频特性和误差特性如下：

七、实验分析

根据上述实验结果，可以进行以下实验分析：

1。使用窗函数设计方法来设计FIR数字低通滤波器。对于相同的设计指标，使用不同的窗口函数，获得的数字低通滤波器的幅频特性是不同的。根据实验，发现使用矩形窗和汉宁窗。在使用布莱克曼窗设计的数字低通滤波器中，汉宁窗和布莱克曼窗的幅度特性没有太大差异，而矩形窗的幅度特性与通带中的汉宁窗和布莱克曼窗有关和阻带。有很大的涟漪。实验结果验证了教科书中使用不同窗函数获得的滤波器幅度特性差异的理论。

2.使用频率采样方法设计FIR低通滤波器，对于相同的设计指标，使用不同的采样点，得到的数字低通滤波器的幅频特性不同。根据实验发现，与较大的数字低通滤波器相比，N较大，数字低通滤波器具有更强的脉冲响应，与

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