MATLAB课程设计报告.docx

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1、MAT1.AB课程设计报告学号：姓名：班级：老师：西昌学院设计名彝：FIKfft字高出|液日#h2012年6月M日一、设计内容依据冲激响应的时域特性,数字/波器可分为无限长冲澈响应(UR)和有限长冲激响应滤波器(FIR).FlR的突出优点是：系统总是稳定的、易于实现线性相位、允许设计多通带(或多阻带)避波器，但与IIR相比，在满意同样阻带求战的状况下须要的阶数较面，逑波器的阶数越面，占用的运算时间越多，因此在满意指标要求的状况下应尽求削减沌波器的阶数.在自适应处理、数据通信等领域中往往要求信号在传输过程中不能有明城的相位失真，FIR滤波器可以做到线性相位满.旗此要求。HR浊波器实质上是一个分节

2、的延迟税,把每一。的输出加权累演，得到沙波器的输出.HR源波潺的设计问遨实质上是确定能湎意所要求的转移序列或脉冲响应的常数的问IS.设if方法主要有窗函数，领率采样法和等水奴最佳靠近法等。本设计是运用等水纹最佳城近法设计一个FIR高通数字泄波甥，二、建立数学模型1 .重构FIR的单位抽样相应.)依据频率抽样理论，有N个频率采样点可以电确定M.即对(幻进行IDFTMn)=I=OJ,.,N-12 .Nl构系统函数H(Z)H(z)=Xl(t)Z-an0=泥WW1Z11N(-n=IW,3Z-Nt.oI-、-zv帚“中”NyI-WJZT%=e-i)3 .HR的频响将Z=，V代入H(Z)表达式可得H(k)

3、Q-itN)-eJ2nlf,e-i7()sin(tV2)-Vsin(y-211V)2f=，“助(0)C-O其中(产卜14He)Sin(冰/2)JU为大家所知的内插函数。kNlSin3-2戒/27)/2,分析&=得i,i=0,l,N-I可知，当时(枭样点)有：洋l,i=k(e、)=A,=OJ,.-这说明，理构的顿响(”“),在采样上产格等于H(k).而在采样点之间,颇响则由加权的内辅函数延长独加而成.4 .线性相位的约束条件以h(n)为偶而称,N为奇数的状况进行分析.1)HR的频响具有线件相位的一股表达式当h(n)为偶对称,N为奇数时,偶INT)Hei,)=H()e,丁“而且幅度函数H(w应为儡

4、时称，即(“)=H(211-)2)采样值H(k具有雄性相位的约束伏)=/(A)=H(-k)e,i=N其中,H1.H如我示采样值的模(纯标方),”我示其相角.因此，在果样点上具有线性和的条件应为:而且,N-I211*k=-k11-)Na必需满意偶对称，即5、本设计中用到的是等水纹以佳靠近法中的remez函数设计三、数学模型的解析分析采纳remez豫法实现俄性相位FIR数字泄波器的等水纹最佳季近法设计。与其他设计法相比，其优点是，设计指标相同时，使谑波器阶数最低；或阶数相同时，使通带平坦，阻带最小衰减最大：通带和阻带均为等水纹形式，最适合设计片段常数特性的泄波器，其调用格式如下：b-remez(N

5、.f.n.w,ftype,)其中，W和Cype可默认.b为滤波器系数向量，调用卷数Nfm的含义与函数fir2中类同，但这里有点不同，期里靠近的频幅响应值位于f(k)与fik+l)(k为奇数)之间的频段上，而f(k+l)与f(k+2)之间为无关区。W为加权向量，其长度为f的一半.W(k)为对m中笫k个常数片段的毒近精度加权使，w值越大靠近精度越高.rtype用于指定滤波器类型，RemeZOrd函数用于估算FlR数字滤波器的等水纹爆佳样舔近设计的嫉低阶数N,从而使泄波器在满意指标的前提下造价最低。茶本调用格式如下：N,fo.no,w=renzotj(f.m.dev.Fs)其返回参数供Nnez函数运

6、用。设计的沙波盘可以满意由参数f,叫de，和Fs指定的指标，F和m与WmeZ中所用的类似,这里f可以是模拟频率(HZ)或归一化数字频率，但必需以0起先，以Fs2用归一化频率时为D站束，而旦其中省略了0和F2两个频点。Fs为采样频率，省略时默认为2Hz,加丫为各靠近频段允许的幅频响应儡差(水纹振幅)。renez函数可干腌调用IneZord返回的参数，运用格式如下：b=reez(N,fo,mo,w)。四、计算机仿真模型的皿(M)用renez困数设计高通泄波器，视察等水经序近法中加权系数w()及谑波器阶数N的作用和影响。期里靠近的谑波器通带为3/%I.阻带为0,23/32,在港波潺设计中,技术指标越

7、高.实现漉波零的阶数也就越高在rcmez函数调用格式h=rcmcz(N.f.m.w)p,f=034,2332J.m=l).0J.1.共余参数分二种状况进行设计，N=30,w=(】,1;N=30w=lN=60,w=(1,1可程序如下，%cjf2_4.m%用rcmcz函数设计高通泄波器Clcarxloscallf=023/32.3/4.l|:m=|0.0.1.1);N1=30:W1=(1,1:hnl=rcmcz(Nl,f.m.w1);%状况(1)k=()zl023*21024:Hwl=fft(hnl.1024);subpldc(dB):%标注IitlcCN2=3(w2=1,5,):N3=6();w

8、2=(lJzhn3=remcz(N3.f.m,w2);%状况3)Hw3=fft(hn3.IO24);%求出其帕领特性subplm(313)zplot(k.20logl(Xahs(Hw3);axis(0.1.-4(),5J):gridon:%只画出正半轴频谱xlabcl(w.,pi):ylabcl(Magnitic(dB):%标注IitlcCN3=6wI=(1,1,):五、执行仿真和结果分析N1=30.w1=11,1)0000809pntewpWU6WPHPZUMSteEditiewinsertoolsQesktop出IndovVHelpD1.JUqQ、口田金电口日O.1.J.1.J.J.08O

9、9O0102030405060708O9w/piN2=30.w2=1.5l000.1020304050607w/piN3=60.w1=1,1 / /)；:J1.；:J.kwwwWWwmmrfO01020304050607w/pi由图可见.n较大的频段靠近精度越拓：W越小的版段靠近精度越低.N较大时旅近精度越高：N越小时粕近精度越低.六、设计体会与建议为了这次课程设计.我自学了数字信号处理额域中窗函数的有关学问.实际中遇到的禹放时间信号总是有限长的.因此不行避开地要遇到数据截断何起.而在信号处理中,对离散序列的数据截阍是通过序列与窗函数相乘来实现的.而且.有关泄波零的设计、功率谱估计等基本概念也要用到窗函数.课程设计对常常用到的下面8个窗函数：矩形窗函数、三角漪函数、巴特利特窗函数、汉宁窗函数海明窗的函数、布莱克曼窗函数、凯塞商函数以及切比雪夫窗函数.先是做了基本概念上的痢择,然后对其MAT1.AB实现函数做出了说明.最终乂结合详细的实例.对这些窗函数的频域特件等进行r介绍通过这次学习,我对FlR数字潮波涔窗函数的基本学何及其实际应用的技巧行了基本的f解.还提高了自己对软件MAT1.AB的运用实力,收获颇多,但在做的过程中也遇到了不少的麻烦,通过不阍的努力解决了问题.完成了报告.设计成果，老师筌名，年月日