FIR滤波器DSP实现课程设计

课程设计一FIR滤波器的DSP实现

一、课程设计目的

1、复习用C语言对数字信号处理器的编程方法，熟悉如何使用C5000系列数字信号处理器中的模数转换器；

2、复习用窗函数法设计FIR数字滤波器；

3、对TMS320VC5509编程实现不同参数的FIR滤波器。

二、课程设计原理

（一）TMS320VC5509简介

TMS320VC5509是TI公司出产的定点DSP芯片，它的源代码与C54x系列兼容，但速度更快，时钟频率可达300MHz，功耗是C54x系列的1/6。C5509的CPU内部有2个乘法器、1个40位的加法器、1个16位的加法器、4个累加器。共有12组总线，其中3组数据存储器读总线，2组数据存储器写总线，及相应5组数据存储器地址总线，程序存储器读总线及地址线各一组。片内外设资源也比C54x系列数字信号处理器丰富，4通道10位A/D、DMA单元、RTC电路、McBSP、定时器等。本设计中将用到A/D单元。

TMS320C5509A内部有一个4通道10位A/D，相关寄存器有4个，通过对这4个寄存器的操作来控制A/D模块。

1.、ADC控制寄存器：ADCCTL

ADCSTART：0 无作用；1 启动A/D转换

CHSELECT：从4个模拟通道中选择一个作为输入信号

Reserved：保留

2、ADC数据寄存器：ADCDATA

ADCBUSY：0 ADC数据准备好，即A/D转换结束；1 正在进行A/D转换

CHSELECT：从4个模拟通道中选择一个作为输入信号

ADCDATA：A/D转换得到的10位二进制数

3、ADC时钟控制寄存器：ADCCLKCTL

IDLEEN：0 不允许ADC处于休眠状态；1 允许ADC处于休眠状态

CPUCLKDIV：决定ADC时钟频率

ADC Clock：(CPU Clock) / ( CPUCLKDIV+1)

4、ADC时钟分频寄存器：ADCCLKDIV

SAMPTIMEDIV ：与CONVRATEDIV 一起决定采样/保持周期

ADC Sample and Hold Time = (ADC Clock Period)*2*(CONVRATEDIV+1+ SAMPTIMEDIV)

CONVRATEDIV ：决定A/D 转换时钟频率

ADC Conversion Clock = (ADC Clock) / (2*( CONVRATEDIV+1))

完成一次A/D 转换需要13个A/D 转换时钟，所以，一次转换时间是

t = 13 / ADC Conversion Clock

一次完整的A/D 转换时间是采样/保持周期和转换时间的和，采样频率是其倒数

ADC Total Conversion Time = ADC Sample and Hold Period+t

Sampling Rate = 1/ ADC Total Conversion Time

（二）窗函数法设计FIR 滤波器的原理

根据阻带最小衰减和过渡带宽选择合适的窗函数，实现不同指标的各种类型FIR 数字滤波器的设计。

1、利用窗函数设计FIR 滤波器的具体步骤如下：

（1）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h d (n )（下面已给出，直接用）。

（2）根据下表，由阻带最小衰减选择窗函数类型w (n )，由设计指标和过渡带宽△ω确定滤波器阶数N ，对于高通滤波器，N 只能取奇数。

（3）计算滤波器的单位脉冲响应h (n ) ＝h

(n ) w (n )。

2、理想滤波器单位脉冲响应h d (n )

(1) 理想低通滤波器单位脉冲响应

??????

?=≠=--=απ

ωαααπαωn n n n n h c c d 21-N )

()]

(sin[)(其中 (2) 理想高通滤波器单位脉冲响应

????

??

?=-≠=----=απ

ωαααπαωαπn n n n n n h c c d 121-N )()]

(sin[)](sin[)(其中

(3) 理想带通滤波器单位脉冲响应

????

??

?=-≠=----=απ

ωωαααπαωαωn n n n n n h d 121221-N )()]

(sin[)](sin[)(其中 (4) 理想带阻滤波器单位脉冲响应

???

?

??

?=-+≠=----+-=απωωπαααπαωαωαπn n n n n n n h d 212121-N )()]

(sin[)](sin[)](sin[)(其中 3、典型窗函数

（1）矩形窗(Rectangle Window)

)

()(n R n w N =

（2）三角形窗(Bartlett Window)

????

?-≤<----≤

≤-=121

,1

222

1

0,12)(N n N N n N n N n n w

（3）汉宁(Hanning)窗，又称升余弦窗

)

()]12cos(1[21)(n R N n n w N --=π

（4）海明(Hamming)窗，又称改进的升余弦窗

)()]12cos(

46.054.0[)(n R N n n w N --=π

（5）布拉克曼(Blankman)窗，又称二阶升余弦窗

)()]14cos(08.0)12cos(

5.042.0[)(n R N n N n n w N -+--=ππ

详细设计原理参见程佩青的《数字信号处理教程》第7.3节窗函数设计法。

三、课程设计步骤

观察实验箱各部分元件，连接电源线，打开实验箱上的主电源（位于左上角）和开发板电源（位于右下角）。 1、安装驱动

（1）将服务器user14（或15、或16）上的FIRs 文件夹拷贝到自己电脑的E 盘中； （2）双击E 盘FIRs 文件夹中的usbdrv.exe ，安装仿真器驱动程序到c:\TI2下； （3）将方形下载线与实验箱上橙色铁盒接口相连；在弹出的“找到硬件向导”会话框中依次做如下操作：选“否，暂时不”→下一步→从列表指定位置安装→下一步→浏览框中选择c:\TI2\ICETEK →完成。 2、配置并运行CCS

（1）双击Setup CCS2(C5000)；

（2）在Import Configuration 框中选择ICETEK USB Emulator for ‘C55x ，点击Import ，

点击close。

（3）清除其他项（右键单击相应项，点击remove），保证My System下只有一项：C55xx XDS5510 Emulator，右键点击该项选Properties，在弹出的关联框中选Startup GEL Files标签，Startup GEL栏选择ICETCK-V5509-A.GEL，保存。关闭Setup CCS2(C5000)。

至此，将目标板设置为通过USB口连接的实验箱。

注意操作步骤的先后顺序必须正确（开实验箱电源、插USB下载线、运行CCS），若CCS不能运行则按此步骤重新操作。

（4）打开CCS，在CCS下打开工程AD.pjt（project-open）。展开左侧source，双击main.c，阅读源文件。

3、准备信号源进行AD 输入

（1）用一根信号线连接实验箱左侧信号源的波形输出 A 端口和“A/D输入”模块的ADCIN2插孔，注意插头要插牢、插到底。这样，信号源波形输出A 的输出波形即可送到开发板的AD 输入通道0。

（2）同理，用另一根信号线连接实验箱左侧信号源的波形输出B 端口和“A/D 输入”模块的ADCIN3插孔，使信号源波形输出B的输出波形送到开发板的AD输入通道1。

（3）设置波形输出A：

- 向内侧轻按波形频率选择钮、稍停顿，单步操作直到标有正弦波的指示灯点亮。

- 向下拨动波形频率选择钮、稍停顿，单步操作直到标有100-1KHz 的指示灯点亮。

- 上下调节幅值调整旋钮，将波形输出A 的幅值调到最大。

（4）设置波形输出B：

- 向下拨动波形频率选择钮、稍停顿，直到标有1K-10KHz 的指示灯点亮。其他同上。

4、将程序编译、链接、下载到目标板上，在指定位置设置断点，通过图形窗口观察并分析实验结果。

（1）编译、链接无误后下载到目标板。（编译：Project -> Compile File；链接：Project -> Build；下载：File -> Load Program -> debug ->*.out）

（2）将鼠标移动到主程序中“asm (" nop");”行的起始位置，右键选“Toggle breakpoint”，在本行前出现红点，表示设置断点成功。选择菜单Debug -> Animate运行程序。

（3）通过图形窗口观察输入、输出波形。选择菜单View -> Graph-> Time/Frequency，在弹出框中进行相应设置，图形观察窗口各项定义的意义参阅DSP课本369页。

a) 观察低频信号图：选择菜单View->Graph->Time/Frequency，在弹出框中做如图所示设置。

b）观察高频信号图：选择菜单View->Graph->Time/Frequency，在弹出框中做如下设置：Graph Title：AD1；Start Address：nADC1；其它值同上图。

c）观察混频信号图：选择菜单View->Graph->Time/Frequency，在弹出框中做如下设置：Graph Title：x；Start Address：x

DSP Data Type：32-bit floating point；其他值同上图。

d）观察滤波后信号图：选择菜单View->Graph->Time/Frequency，在弹出框中做如下设置：

Graph Title：y；Start Address：y

DSP Data Type：32-bit floating point；其他值同上图。

5、一边调节输入信号的幅值、频率，一边观察各图的变化，分析仿真结果。

6、停止程序运行（Debug->Halt）。

认真阅读程序和参考资料，按“课程设计报告要求”完成报告。

四、课程设计要求

1、计算h(n)的子程序是哪个？

2、启动A/D模块工作的语句是哪两句？

3、经A/D转换后得到的数字值放在哪个寄存器中？

4、阅读main.c中的程序段：

for(i=0; i

{

rm= 0;

r=0;

if(i

for(j=0;j

{

r = h[j]*x[i-j];

rm = rm + r;

}

y[i] = rm;

}

写出该程序段实现的算法。

5、已知CPU频率是144MHz，问ADC的采样频率为多大？读懂程序，写出程序中实现的FIR滤波器的截止频率值，程序中选用的窗函数w(n)和滤波器阶数N。

6、修改程序实现一个高通滤波器，通带截止频率fp=1300Hz，阻带截止频率fst=700Hz，阻带衰减不小于50dB。通过计算确定窗函数及滤波器阶数N，并在此基础上修改程序，实现该高通滤波器，并通过图形观察窗口观察实验结果。打印出信号的时域波形图（输入、混频、输出）。

7、修改程序实现一个带通滤波器，通带频率是500Hz-5000Hz，过渡带宽为400Hz，阻带衰减不小于40dB。通过计算确定窗函数及滤波器阶数N，并在此基础上修改程序，实现该带通滤波器。打印出信号的时域波形图（输入、混频、输出）。

五、课程设计报告要求

1、写出课程设计题目、目的；

2、完成课程设计要求中的内容，回答问题、编程、将实验结果打印出来。

3、程序只写相应设计内容的主要部分，不用写程序的公共部分。

基于DSP 的FIR滤波器的设计

基于TMS320VC5416 的FIR 数字滤波器设计与实现 论文摘要：在现代电子系统中，数字滤波器在语音处理、图像处理、模式识别以及各种随机信号分析中有着广泛的应用，且其波形传递系统中都越来越多的要求信道具有线性的相位特性，在这方面FIR滤波器具有独到的优点，它可以在幅度特性随意设计的同时保证精确严格的线性相位。本文以窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器为例，研究有限冲击响应（FIR）滤波器的基本原理，介绍用MATLAB工具软件设计数字滤波器的方法和如何在定点TMS320VC5416 DSP芯片上设计实现连续数字滤波器。 关键词：FIR滤波器，TMS320V5416 一. 课题的目的以及意义 随着集成电路技术的发展，各种新型的大规模和超大规模集成电路不断涌现集成电路技术与计算机技术结合在一起，使得对数字信号处理系统功能的要求越来越强。 DSP 技术就是基于VLSI技术和计算机技术发展起来的一门重要技术，DSP 技术已在通信、控制信号处理、仪器仪表、医疗、家电等很多领域得到了越来越广泛的应用.在数字信号处理中数字滤波占有极其重要的地位。数字滤波在语音信号、图象处理模式识别和谱分析等领域中的一个基本的处理技术。数字滤波与模拟滤波相比数字滤波具有很多突出的优点，主要是因为数字滤波器是过滤时间离散信号的数字系统，它可以用软件（计算机程序）或用硬件来实现，而且在两种情况下都可以用来过滤实时信号或

非实时信号。尽管数字滤波器这个名称一直到六十年代中期才出现，但是随着科学技术的发展及计算机的更新普及，数字滤波器有着很好的发展前景。同时它也有完全取代模拟滤波器的时候，原因是数字滤波没有漂移，它能处理低频信号，数字滤波的频率响应特征可做成极接近于理想的特性，它可以做成没有插入损耗和有线性相位特性，可相当简单地获得自适应滤波，滤波器的设计者可以控制数字字长，因而可以精确地控制滤波器的精度，其中的道理是数字滤波随着滤波器参数的改变，很容易改变滤波器的性能。这一特点就能允许我们用一种程序滤波器来完成多重滤波任务。滤波器对幅度和相位特性的严格要求，可以避免模拟滤波器所无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。用可编程DSP芯片实现数字滤波可通过修改滤波器的参数十分方便地改变滤波器的特性，因此我们有必要对滤波器的设计方法进行研究，理解其工作原理优化设计方法，设计开发稳定性好的滤波器系统。我们将通过DSP设计平台来实现较为重要的“FIR和自适应滤波器系统”并实现了它们的应用系统以TMS320VC5416芯片为核心的硬件电路，实现能独立完成滤波功能的系统从而通过本课题的研究。掌握滤波器的设计技术和原理能为在通信领域、信号处理领域等诸多领域中对数字滤波器的设计提供技术和准备。本科题的研究将为今后设计以DSP为核心部件的嵌入式系统集成提供技术准备，这不仅具有重要的理论意义同时还具有重要的现实意义。 二、FIR滤波器的DSP实现的技术指标及性能

dsp滤波要点

数字信号处理 综合设计性实验报告 学院：电子信息工程学院 班级：自动化0706班 电子0701班 指导教师：高海林 学生：张越07213056 陈冠宇07214004 北京交通大学电工电子教学基地 2010年1月20日

利用DSP实现信号滤波 一：实验目的 实现离散信号滤波是DSP的基本功能，本实验中我们尝试实现分别了设计FIR 和IIR滤波器实现低通，高通，带通，带阻四种滤波器对正弦离散信号进行滤波。（1）学会编写滤波程序和输入信号程序。 （2）熟悉CCS集成开发环境，熟悉DSK板的使用。 （3）通过实验比较FIR和IIR在设计上和滤波效果上的区别。 二：FIR滤波器的设计 例：设计一个采样频率Fs为8000Hz，输入信号频率为1000HZ、2500HZ与4000HZ 的合成信号，通过设计FIR滤波器分别实现低通，高通，带通，带阻的滤波功能。 一：实验原理 一个线性位移不变系统的输出序列y(n)和输入序列x(n)之间的关系，应满 足常系数线性差分方程： x(n): 输入序列，y(n): 输出序列，ai、bi : 滤波器系数，N: 滤波器的阶数。在式上式中，若所有的ai 均为0，则得FIR 滤波器的差分方程： 对上式进行z 变换，可得FIR 滤波器的传递函数： FIR 滤波器的结构

FIR 滤波器的单位冲激响应h(n)为有限长序列。 若h(n)为实数，且满足偶对称或奇对称的条件，则FIR 滤波器具有线性相位特性。在数字滤波器中，FIR 滤波器具有如下几个主要特点： ① FIR 滤波器无反馈回路，是一种无条件稳定系统； ② FIR 滤波器可以设计成具有线性相位特性。 本实验程序设计的就是一种偶对称的线性相位滤波器。 程序算法实现采用循环缓冲区法。 二：算法原理： ①在数据存储器中开辟一个N个单元的缓冲区(滑窗)，用来存放最新的N个输入样本； ②从最新样本开始取数； ③读完最老样本后，输入最新样本来代替最老样本，而其他数据位置不变； ④用BK 寄存器对缓冲区进行间接寻址，使缓冲区地址首尾相邻。 三：实验程序设计步骤 1.FIR滤波器设计 利用MATLAB中的FDA工具导出正确的参数。 2.产生滤波器输入信号文件 以下是一个产生输入信号的C语言程序，信号是频率为1000Hz、2500Hz和4000Hz 的正弦波合成的波形： #include #include

数字滤波器的MATLAB设计与DSP上的实现

数字滤波器的MAT LAB设计与 DSP上的实现 数字滤波器的MATLAB 设计与DSP上的实现 公文易文秘资源网佚名2007-11-15 11:56:42我要投稿添加到百度搜藏 摘要：以窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器为例，介绍用MATLAB工具软件设计数字滤波器的方法和在定点DSP上的实现。实现时，先在CCS5000仿真开发，然后将程序加载到TMS320VC5409评估板上实时运行，结果实现了目标要求。文中还讨论了定标、误差、循环寻址等在DSP上实现的关键问题。关键词 摘要：以窗函数法设计线性相位 FIR数字滤波器为例，介绍用 MATLAB工具软件设计数字滤波器的方法和在定点DSP上的实现。实现时，先在 CCS5000仿真开发，然后将程序加载到 TMS320VC5 409评估板上实时运行，结果实现了目标要求。文中还讨论了定标、误差、循环寻址等在DSP上实 现的关键问题。 关键词：数字滤波器MATLAB DSP 引言 随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为今一门极其重要的学科和技术领域。数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应

用。在数字信号处理应用中，数字滤波器十分重要并已获得广泛应用。 1数字滤波器的设计 1.1数字滤波器设计的基本步骤 数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即无限长冲激响应（IIR ）滤波器和有限长冲激响应（FIR ）滤波器。IIR滤波器的特征是，具有无限持续时间冲激响应。种滤波器一般需要用递归模型来实现，因而有时也称之为递归滤波器。FIR滤波器的冲激响应只能延续一定时间， 在工程实际中可以采用递归的方式实现，也可以采用非递归的方式实现。数字滤波器的设计方法有多种，如双线性变换法、窗函数设计法、插值逼近法和Chebyshev逼近法等等。随着 MATLAB软件尤 其是MATLAB的信号处理工作箱的不断完善，不仅数字滤波器的计算机辅助设计有了可能，而且还可以使设计达到最优化。 数字滤波器设计的基本步骤如下： (1确定指标 在设计一个滤波器之前，必须首先根据工程实际的需要确定滤波器的技术指标。在很多实际应用中，数字滤波器常常被用来实现选频操作。因此，指标的形式一般在频域中给岀幅度和相位响应。幅度指标主要以两种方式给岀。第一种是绝对指标。它提供对幅度响应函数的要求，一般应用于FI R滤波器的设计。第二种指标是相对指标。它以分贝值的形式给岀要求。在工程实际中，这种指标最受欢迎。对于相位响应指标形式，通常希望系统在通频带中人有线性相位。运用线性相位响应指标进行滤波器设计具有如下优点：①只包含实数算法，不涉及复数运算；②不存在延迟失真，只有固定数量的延迟；③长度为N的滤波器(阶数为N-1)，计算量为N/2数量级。因此，本文中滤波器的设计就以线性相位FIR滤波器的设计为例。 (2)逼近

DSP的FIR设计(低通滤波)C语言编写

一、设计目的 低通滤波器设计。 本设计中使用的信号为 信息信号： signal=sin(2*pi*sl*n*T) 高频噪声1：noise1=0.7*sin(2*pi*ns1*n*T) 高频噪声2：noise2=0.4*sin(2*pi*ns2*n*T) 混合信号： x=(signal+noise1+noise2) 其中sl=500Hz ，ns1=3000Hz ，ns2=8000Hz ，T=1/20000。混合信号波形为滤波器输入信号波形，信息信号波形为输出信号波形，滤波器的效果为滤除两个高频噪声。 二、FIR 滤波器基本理论 （1）FIR 滤波器的特点 数字滤波器的功能，就是把输入序列通过一定的运算变换成输出序列。它的实现方法有很多，其中比较常用到的是无限长脉冲响应滤波器 IIR 和有限长脉冲响应滤波器FIR 两种。 在计算量相等的情况下，IIR 数字滤波器比FIR 滤波器的幅频特性优越，频率选择性也好。但是，它有着致命的缺点，其相位特性不好控制。它的相位特性 )argH( )f(ω ωj e =是使频率产生严重的非线性的原因。但是在图像处理、数据传 输等波形传递系统中都越来越多的要求信道具有线性的相位特性。在这方面 FIR 滤波器具有它独特的优点，设FIR 滤波器单位脉冲响应h(n)长度为N ，其系统函数H(z)为 ∑-=-= 1 )()(N n n z n h z H H(z)是1 -z 的(N-1)次多项式，它在z 平面上有(N-1)个零点，原点z=0是(N-1)阶重极点。因此，H(z)永远稳定，它可以在幅度特性随意设计的同时，保证精确、严格的线性相位。 （2）FIR 滤波器的基本结构 数字滤波是将输入的信号序列，按规定的算法进行处理，从而得到所期望的输出序列，FIR 滤波器的差分方程为： ∑-=-= 1 )()(N k k k n x a n y 对上式进行Z 变换得到FIR 滤波器的传递函数为： ()() () ∑-=-= = 1 N i k k z b z X z Y z H

DSP高通滤波器课程设计报告

D S P课程设计报告 题目：FIR高通滤波器设计 姓名 学号 教学院系 专业年级 指导教师

DSP课程设计 目录 一、设计题目 (1) 二、设计目标 (1) 三、算法研究与参数计算 (1) 1、FIR的原理和参数生成公式 (1) 2、利用MATLAB计算滤波系数 (1) 3、输入信号参数计算 (2) 四、编写源程序 (3) 五、调试过程 (4) 1、调试前准备 (5) 2、MATLAB的使用 (5) 3、编写及编译程序 (5) 4、设置断点和探针 (6) 5、打开观察窗口 (6) 六、实验结果及分析 (6) 1、输入信号的时域波形和频域波形 (6) 2、输出信号的时域波形和频域波形 (7) 七、设计心得 (8)

1 一、设计题目 FIR 高通滤波器设计 二、设计目标 设计一个FIR 高通滤波器，通带边界频率为6000Hz ，采样频率为20000Hz 。FIR 滤波器的设计用MA TLAB 窗函数法进行。 三、算法研究与参数计算 1、FIR 的原理和参数生成公式 图3-1 2、利用MATLAB 计算滤波系数 在MATLAB 界面输入图3-2所示程序，可得到滤波系数并生成INC 文件。 图 3-2

DSP 课程设计 2 输入freqz （y ，1，512），MATLAB 中显示高通滤波器的滤波特性曲线。如图3-3所示。 图3-3 3、输入信号参数计算 MATLAB 中输入图3-4中所示程序，包含两种频率成分的正弦信号，一种信号频率1000Hz ，一种信号6000Hz 。 图3-4 其频谱特性曲线如图3-5。 图3-5

FIR高通滤波器设计 四、编写源程序 参考资料，编写汇编语言源程序： HIGHPASS .set 1 ;if you want to use ,please set the value to 1 .global start,fir .mmregs COFF_FIR_START: .sect "coff_fir" .copy "0126.inc" K_FIR_BFFR .set 64 d_data_buffer .usect "fir_bfr",64 FIR_DP .usect "fir_vars",0 d_filin .usect "fir_vars",1 output .usect "fir_vars",1 input .usect "fir_vars",1 d_filout .usect "fir_vars",100h stacksize .set 256 stack .usect "fir_vars",stacksize .asg AR4,FIR_DATA_P .asg AR6,INBUF_P .asg AR7,OUTBUF_P .asg AR3,OUTBUF .asg AR2,INBUF .sect "fir_prog" nop start: stm #stack+stacksize,SP LD #FIR_DP,DP STM #d_data_buffer,FIR_DATA_P RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1 STL A,*FIR_DATA_P+ STM #d_filin,INBUF_P 3

DSP课程设计-FIR高通滤波器设计说明

FIR高通滤波器设计 师大学物科院

从实现方法方面考虑，将滤波器分为两种，一种是IIR滤波器，另一种是FIR 滤波器。 FIRDF的最大优点是可以实现线性相位滤波。而IIRDF主要对幅频特性进行逼近，相频特性会存在不同程度的非线性。我们知道，无失真传输与滤波处理的条件是，在信号的有效频谱围系统幅频响应应为常数，相频响应为频率的线性函数。另外，FIR是全零点滤波器，硬件和软件实现结构简单，不用考虑稳定性问题。所以，FIRDF是一种很重要的滤波器，在数字信号处理领域得到广泛应用。 FIRDF设计方法主要分为两类：第一类是基于逼近理想滤波器特性的方法，包括窗函数法、频率采样法和等波纹最佳逼近法；第二类是最优设计法。其中窗函数计法的基本思想是用FIRDF逼近希望的滤波特性。本次设计主要采用窗函数设计法，对理想滤波器进行逼近，从而实现高通滤波器的设计。 在MATLAB软件中，有一系列函数用于设计滤波器，应用时十分方便。因此，在本次设计中，滤波器的设计主要采用MATLAB软件，编写适当的程序，得到滤波器的单位脉冲响应。 本设计对滤波器的硬件仿真主要使用CCS软件，通过对滤波器的硬件仿真，可以较为真实的看出滤波器的滤波效果。 关键字：高通、FIRDF、线性相位、Hanning窗、MATLAB、CCS

1.设计目标 产生一个多频信号，设计一个高通滤波器消除其中的低频成分，通过CCS的graph view 波形和频谱显示，并和MATLAB计算结果比较 2.设计原理 2.1数字滤波器 数字滤波器(digital filter)是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置。其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。 由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。数字滤波器广泛用于数字信号处理中，如电视、VCD、音响等。 按照滤波电路的工作频带为其命名：设截止频率为fp，频率低于fp的信号可以通过，高于fp的信号被衰减的电路称为低通滤波器，频率高于fp的信号可以通过，低于fp的信号被衰减的电路称为高通滤波器；而带通吗，就是频率介于低频段截止频率和高频段截止频率的信号可以通过的电路。 2.2高通滤波器 高通滤波器是容许高频信号通过、但减弱（或减少）频率低于截止频率信号通过的滤波器。对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。它有时被称为低频剪切滤波器；在音频应用中也使用低音消除滤波器或者噪声滤波器。高通滤波器与低通滤波器特性恰恰相反。这样的滤波器能够把高频率的声音引导至专用高音喇叭(tweeter),并阻止可能干擾或者损害喇叭的低音信号。使用线圈而不是电容的低通滤波器也可以同时把低频信号引导至低音喇叭(woofer)。高通和低通滤波器也用于数字图像处理中在频域中进行变换。 2.3高通滤波器的分析 2.3.1高通滤波器的时域分析 在时域,信号经过系统的响应y (n)体现为激励x(n)跟系统单位抽样响应h(n)的卷积和y(n)=(n)×h(n)=ΣN–1m=0h(m)x(n-m)[223] 。对于长度为N 的FIR 系统, h(n)可以看成一个长度为N 点的固定窗口,而x(n)则看成一个队列以齐步 走的方式穿过h(n)窗口,每走一步,位于窗口中的x(n)部分的点跟h(n)的对应点 的值相乘(即加权)再求和,所得结果构成此时系统的响应值y(n), x(n)队列每走 一步就得到一个响应值y(n),即y(n)是h(n)对位于其窗口中的x(n)的加权求和。 高通滤波要求h(n)窗口具有波形锐化作用,即利用h(n)窗口加权和使得变化快 的(即高频)正弦分量保留(理想高通)或衰减幅度小(实际高通) ,而变化缓慢(即 低频)的正弦分量正负抵消(理想高通)或衰减幅度大(实际高通) 。 设

DSP课程设计-FIR高通滤波器设计

DSP课程设计-FIR高通滤波器设计 FIR 高通滤波器设计 南京师范大学物科院 从实现方法方面考虑，将滤波器分为两种，一种是IIR 滤波器，另一种是FIR 滤波器。 FIRDF 的最大优点是可以实现线性相位滤波。而IIRDF 主要对幅频特性进行逼近，相频特性会存在不同程度的非线性。我们知道，无失真传输与滤波处理的条件是，在信号的 有效频谱范围内系统幅频响应应为常数，相频响应为频率的线性函数。另外，FIR 是全零 点滤波器，硬件和软件实现结构简单，不用考虑稳定性问题。所以，FIRDF 是一种很重要 的滤波器，在数字信号处理领域得到广泛应用。 FIRDF 设计方法主要分为两类：第一类是基于逼近理想滤波器特性的方法，包括窗函 数法、频率采样法和等波纹最佳逼近法；第二类是最优设计法。其中窗函数计法的基本思 想是用FIRDF 逼近希望的滤波特性。本次设计主要采用窗函数设计法，对理想滤波器进行逼近，从而实现高通滤波器的设计。 在MATLAB 软件中，有一系列函数用于设计滤波器，应用时十分方便。因此，在本次 设计中，滤波器的设计主要采用MATLAB 软件，编写适当的程序，得到滤波器的单位脉冲 响应。 本设计对滤波器的硬件仿真主要使用CCS 软件，通过对滤波器的硬件仿真，可以较为真实的看出滤波器的滤波效果。 关键字：高通、FIRDF 、线性相位、Hanning 窗、MATLAB 、CCS 1. 设计目标 产生一个多频信号，设计一个高通滤波器消除其中的低频成分，通过CCS 的graph view波形和频谱显示，并和MATLAB 计算结果比较 2. 设计原理 2.1 数字滤波器 数字滤波器(digital filter)是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置。 其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。由于电 子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规 模集成数字硬件实时实现。数字滤波器广泛用于数字信号处理中，如电视、VCD 、音响等。

用巴特莱特窗函数法设计数字FIR带通滤波器dsp课程设计

课程设计课程设计名称：数字信号处理课程设计 专业班级：电信 学生姓名： 学号： 指导教师：乔丽红 课程设计时间： 6.16-6.20 电子信息工程专业课程设计任务书

说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页 一需求分析和设计内容 数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。现如今随着电子设备工作频率范围的不断扩大，电磁干扰也越来越严重，接收机接收到的信号也越来越复杂。为了得到所需要频率的信号，

就需要对接收到的信号进行过滤，从而得到所需频率段的信号，这就是滤波器的工作 原理。对于传统的滤波器而言，如果滤波器的输入，输出都是离散时间信号，则该滤 波器的冲激响应也必然是离散的，这样的滤波器定义为数字滤波器。它通过对采样数 据信号进行数学运算来达到频域滤波的目的. 滤波器在功能上可分为四类，即低通（LP ）、高通（HP ）、带通（BP ）、带阻（BS ） 滤波器等，每种又有模拟滤波器（AF ）和数字滤波器（DF ）两种形式。对数字滤波器， 从实现方法上，具有有限长冲激响应的数字滤波器被称为FIR 滤波器，具有无限长冲 激响应的数字滤波器被称为IIR 滤波器。 FIR 数字滤波器的主要优点有：一、具有严格的线性相位特性；二、不存在稳定性 问题；三、可利用DFT 来实现。这些优点使FIR 数字滤波器得到了广泛应用。窗函数 法是一种设计FIR 数字滤波器的基本方法，但它不是最佳设计方法，在满足同样设计 指标的情况下，用这种方法设计出的滤波器的阶数通常偏大。在窗函数法的基础上， 以所定义的逼近误差最小为准则来进行优化设计的算法，由于其中的逼近误差可根据 不同的设计要求进行定义，故此算法适应性强，它既可用于设计选频型滤波器，又适 用于非选频型滤波器的设计。常用的窗函数有矩形窗函数、巴特莱特窗函数、三角窗 函数、汉宁（Hann ）窗函数、海明（Hamming ）窗函数、布莱克曼（Blackman ）窗函数、 凯塞（Kaiser ）窗函数等。本设计通过MATLAB 软件对FIR 型滤波器进行理论上的实现， 利用巴特莱特窗函数设计数字FIR 带通滤波器。FIR 系统不像IIR 系统那样易取得较好 的通带和阻带衰减特性,要取得较好的衰减特性,一般要求H （z ）阶次要高,也即M 要大。 FIR 系统有自己突出的优点：系统总是稳定的;易实现线性相位;允许设计多通带（或多 阻带）滤波器,后两项都是IIR 系统不易实现的。FIR 数字滤波器的设计方法有多种, 如窗函数设计法、频率采样法和Chebyshev 逼近法等。随着Matlab 软件尤其是Matlab 的信号处理工作箱的不断完善,不仅数字滤波器的计算机辅助设计有了可能,而且还可 以使设计达到最优化。本实验的数字滤波器的MATLAB 实现是指调用MATLAB 信号处理 工具箱函数filter 对给定的输入信号x(n)进行滤波，得到滤波后的输出信号y(n ）。 用巴特莱特窗函数法设计一个数字FIR 带通滤波器，要求通带边界频率为400Hz ， 500Hz ，阻带边界频率为350Hz ，550Hz ，通带最大衰减1dB ，阻带最小衰减40dB ，抽样 频率为2000Hz ，用MATLAB 画出幅频特性，画出并分析滤波器传输函数的零极点； 信号)2sin()2sin()()()(2121t f t f t x t x t x ππ+=+=经过该滤波器，其中=1f 450Hz ，

DSP课程设计_FIR滤波器设计说明书

专业资料 DSP课程设计报告 题目：FIR滤波器设计 学院：电气信息学院 专业：通信工程 姓名： 学号： 指导老师：曹玉英

(2.4) (2.3) 一、设计目标 设计一个FIR 高通滤波器，通带边界频率为2khz ，通带纹波小于1dB ，采样频率为8khz ，实现当多个频率的输入信号输入时只保留大于2khz 的信号功能，其中FIR 滤波器的设计可以用MATLAB 窗函数法进行。 二、算法研究 1. FIR 的原理和参数生成公式 FIR 数字滤波器是非递归性的线性时不变因果系统，这样的系统的差分方程可以表示为： (2.1) 令输入信号x(n)=δ(n),代入(2.1)式，有 =a 0δ(n)+a 1δ(n-1)+···+a n-1δ[n-(N-1)] (2.2) 这时的y(n)即为冲激响应h(n)。由(2.2)式很容易得到 h(0)=a 0，h(1)=a 1, ···,h(N -1)=a n-1； 又由(2.2)式可知，当n<0以及n>N-1时，h(n)=0,即这个系统的冲激响应是有限长度的，这样的滤波器就叫做有限冲激响应(FIR)滤波器。 将a i =h( )( = , , ···，N-1)代入(2.2)式，得到 h 将(2.3)式的两边进行z 变换后，可以得到FIR 滤波器的系统函数： 又由(2.4)式，有 因此，FIR 滤波器的系统函数H(z)的极点都位于z=0处，为N-1阶极点； 而N-1个零点由冲激响应h(n)决定，一般来说，可以位于有限z 平面的任何位置。 由于FIR 数字滤波器的极点都集中在单位圆内的原点z=0处，与系数h(n)无关，因此FIR 滤波器总是稳定的，这是FIR 数字系统的一大优点。 2. 利用MATLAB 计算滤波系数 用来设计标准频率响应的基于窗函数的FIR 滤波器，可实现加窗线性相位FIR 数字滤波器的设计。 语法：b=fir1(n,Wn) b=f r ( ,W ,‘ft pe’) b=fir1(n,Wn,Window) b=fir1( ,W ,‘ft pe’,w dow )

基于DSP的数字滤波器的设计与仿真

2.1系统功能介绍 一个实际的应用系统中，总存在各种干扰。数字滤波器在语音信号处理、信号频谱估计、信号去噪、无线通信中的数字变频以及图像信号等各种信号处理中都有广泛的应用，数字滤波器也是使用最为广泛的信号处理算法之一。 在本设计中，使用MATLAB模拟产生合成信号，然后利用CCS进行滤波。设定模拟信号的采样频率为48000Hz，。设计一个FIR低通滤波器，其参数为：滤波器名称：FIR低通滤波器 采样频率：Fs=48000Hz 通带截止频率：15000Hz 阻带截止频率：16000Hz 通带最大衰减：0.1dB 阻带最少衰减：80dB 滤波器系数：由MATLAB根据前述参数求得。 2.2 总体设计方案流程图 图1 总体设计方案

主要内容和步骤 3.1 滤波器原理 对于一个FIR 滤波器系统，它的冲击响应总是又限长的，其系统函数可记为： ()()10 N n n H z h n z --==∑ 其中1N -是FIR 的滤波器的阶数，n z -为延时结，()h n 为端口信号函数。 最基本的FIR 滤波器可用下式表示： ()()()10 N k y n h k x n k -==-∑ 其中()x n k -输入采样序列，()h k 是滤波器系数，N 是滤波器的阶数()Y n 表示滤波器的输出序列，也可以用卷积来表示输出序列()y n 与()x n 、()h n 的关系，如下： ()()()y n x n h n =* 3.2 操作步骤 （1）打开FDATOOL ,根据滤波要求设置滤波器类型、通带截止频率、指定阶数、采样频率等。指定完设计参数后单击按钮Design Filter ，生成滤波器系数。 （2）把生成的滤波器系数传到目标DSP 。选择菜单Targets->Export to Code Composer Studio(tm)IDE ，打开Export to C Header File 对话框，选择C header file ，指定变量名(滤波器阶数和系数向量)，输出数据类型可选浮点型或32 b ，16 b 整型等，根据自己安装选择目标板板号和处理器号，单击OK ，保存该头文件，需指定文件名(filtercoeff ．h)和路径(保存在c ：\ti\myprojects\fir 工程中)。 （3）修改CCS 汇编程序，删掉数据前的所有文字，在开头加上.data ，第二行加coeff .word ,在每行的前面加上.word ，比且把每行的最后的逗号去掉。 （4）编译汇编程序，如果有错误，按错误进行修改；没错误，则往下执行。 （5）加载初始化DATA 数据。运行程序，查看输入输出波形，修改相应参数进行调试

dsp带通滤波器设计

一、 设计要求 试用DSP 设计FIR 滤波器，分别实现带通的功能，具体要求如下： ① 滤波器的阶数≥5，截止频率自行选定，滤波系数用MATLAB 确定。 ② 编制C54XDSP 实现FIR 滤波器的汇编源程序。 ③ 用软件仿真器完成上述程序的模拟调试。 ④ 以数据文件形式自行设定滤波器输入数据，以数据文件形式输出滤波结果，并与输入数据进行比较分析。用软件仿真器有关工具显示FIR 滤波器的输入输出波形，以证明滤波器滤波性能。 二、 FIR 滤波器的基本原理 数字滤波是将输入的信号序列，按规定的算法进行处理，从而得到所期望的输出序列。一个线性位移不变系统的输出序列 [] y n 和输入序列 [] x n 之间的关系， 应满足常系数线性差分方程。FIR 滤波器的差分方程为： 1 ()()() N m y n h m x n m -==-∑ FIR 滤波器的传递函数为： ()()()10 N i i i Y z H z b z X z --===∑ 直接由差分方程得出的实现结构如图１所示： 图１ 横截型(直接型﹑卷积型) FIR 滤波器的结构图 由上面的公式和结构图可知，FIR 滤波算法实际上时一种乘法累加运算。它不断地从输入端读入样本值 [] x n ，经过（1 z -）后做乘法累加，输出滤波结果 [] y n 三、 FIR 滤波器的设计 FIR 滤波器的设计方法主要有窗函数法和频率采样法。其中，窗函数法是最基本的方法。本次设计采用窗函数法。 一般是先给定所要求的理想滤波器频率响应()j d H e ω，由()j d H e ω导出()d h n ，我们知道，理想滤波器的冲击响应()d h n 是无限长的非因果序列，而我们要设计的是()d h n 是有限长的FIR 滤波器，所以要用有限长序列()d h n 来逼近无限长序列 ()d h n ，设： 1 ()()2j j d d h n H e e d π ωωπ ωπ - = ? (３-1)

DSP课程设计-FIR高通滤波器设计要点

FIR高通滤波器设计南京师范大学物科院

从实现方法方面考虑，将滤波器分为两种，一种是IIR滤波器，另一种是FIR 滤波器。 FIRDF的最大优点是可以实现线性相位滤波。而IIRDF主要对幅频特性进行逼近，相频特性会存在不同程度的非线性。我们知道，无失真传输与滤波处理的条件是，在信号的有效频谱范围内系统幅频响应应为常数，相频响应为频率的线性函数。另外，FIR是全零点滤波器，硬件和软件实现结构简单，不用考虑稳定性问题。所以，FIRDF是一种很重要的滤波器，在数字信号处理领域得到广泛应用。 FIRDF设计方法主要分为两类：第一类是基于逼近理想滤波器特性的方法，包括窗函数法、频率采样法和等波纹最佳逼近法；第二类是最优设计法。其中窗函数计法的基本思想是用FIRDF逼近希望的滤波特性。本次设计主要采用窗函数设计法，对理想滤波器进行逼近，从而实现高通滤波器的设计。 在MATLAB软件中，有一系列函数用于设计滤波器，应用时十分方便。因此，在本次设计中，滤波器的设计主要采用MATLAB软件，编写适当的程序，得到滤波器的单位脉冲响应。 本设计对滤波器的硬件仿真主要使用CCS软件，通过对滤波器的硬件仿真，可以较为真实的看出滤波器的滤波效果。 关键字：高通、FIRDF、线性相位、Hanning窗、MATLAB、CCS

1.设计目标 产生一个多频信号，设计一个高通滤波器消除其中的低频成分，通过CCS的graph view 波形和频谱显示，并和MATLAB计算结果比较 2.设计原理 2.1数字滤波器 数字滤波器(digital filter)是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置。其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。数字滤波器广泛用于数字信号处理中，如电视、VCD、音响等。 按照滤波电路的工作频带为其命名：设截止频率为fp，频率低于fp的信号可以通过，高于fp的信号被衰减的电路称为低通滤波器，频率高于fp的信号可以通过，低于fp的信号被衰减的电路称为高通滤波器；而带通吗，就是频率介于低频段截止频率和高频段截止频率的信号可以通过的电路。 2.2高通滤波器 高通滤波器是容许高频信号通过、但减弱（或减少）频率低于截止频率信号通过的滤波器。对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。它有时被称为低频剪切滤波器；在音频应用中也使用低音消除滤波器或者噪声滤波器。高通滤波器与低通滤波器特性恰恰相反。这样的滤波器能够把高频率的声音引导至专用高音喇叭(tweeter),并阻止可能干擾或者损害喇叭的低音信号。使用线圈而不是电容的低通滤波器也可以同时把低频信号引导至低音喇叭(woofer)。高通和低通滤波器也用于数字图像处理中在频域中进行变换。 2.3高通滤波器的分析 2.3.1高通滤波器的时域分析 在时域,信号经过系统的响应y (n)体现为激励x(n)跟系统单位抽样响应h(n)的卷积和y(n)=(n)×h(n)=ΣN–1m=0h(m)x(n-m)[223] 。对于长度为N 的FIR系 统, h(n)可以看成一个长度为N 点的固定窗口,而x(n)则看成一个队列以齐步走的 方式穿过h(n)窗口,每走一步,位于窗口中的x(n)部分的点跟h(n)的对应点的值相 乘(即加权)再求和,所得结果构成此时系统的响应值y(n), x(n)队列每走一步就得 到一个响应值y(n),即y(n)是h(n)对位于其窗口中的x(n)的加权求和。高通滤波要 求h(n)窗口具有波形锐化作用,即利用h(n)窗口加权和使得变化快的(即高频)正弦 分量保留(理想高通)或衰减幅度小(实际高通) ,而变化缓慢(即低频)的正弦分量正 负抵消(理想高通)或衰减幅度大(实际高通) 。 设

(完整版)基于DSP的FIR数字低通滤波器设计

电气控制技术应用设计 题目基于DSP的FIR数 字低通滤波器设计 二级学院电子信息与自动化学院 专业电气工程及其自动化 班级 113070404 学生姓名黄鸿资学号 11307991032 学生姓名姜天宇学号 11307991015 指导教师蒋东荣 时间：2016年8月29日至2016年9月9日 考核项目平时成绩20分设计35分报告15分答辩30分得分 总分考核等级教师签名

一绪论 (3) （一）课题设计的目的 (3) （二）课题内容 (3) （三）设计方法 (3) (四）课程设计的意义 (4) 二FIR滤波器基本理论 (4) （一）FIR滤波器的特点 (4) （二）FIR滤波器的基本结构 (4) （三）Chebyshev逼近法 (5) 三用MATLAB辅助DSP设计FIR滤波器 (5) （一）利用fir函数设计FIR滤波器并在在MATLAB环境仿真 (6) （二） Matlab中自带工具箱FDATool快速的实现滤波器的设计 (10) 1.确定一个低通滤波器指标 (10) 2.打开MATLAB的FDATool (10) 3.选择Design Filter (11) 4.滤波器分析 (11) 5.导出滤波器系数 (13) （三）滤波器设计总结 (13) （四）DSP所需文件配置 (14) 四基于DSP的FIR滤波器实现 (14) （一）DSP中滤波器的算法实现 (15) 1.线性缓冲区法 (15) 2.循环缓冲区法 (15) （二）C语言实现FIR (15) （三）CSS仿真调试 (17) （四）滤波器的仿真测试 (18) 五 DSP数字滤波器与硬件低通滤波器对比 (21) （一）二阶有源低通滤波电路的构建 (21) （二）二阶低通滤波器参数计算 (22) （三）在protues环境下的仿真测试 (22) （四）实物硬件连接以及测试结果 (22) （五）利用FilterPro的低通滤波器设计 (23) 1 选择filter类型 (24) 2 滤波器参数设定 (24) 3 滤波器的算法选择 (25) 4 滤波器的拓扑结构选择 (25) （六） DSP数字滤波器与硬件电路滤波器对比总结 (26) 六课程设计总结 (26) 参考文献 (28)

DSP课程设计-FIR滤波器设计

DSP课程设计报告 题目：FIR滤波器设计 学院：电气信息学院 专业：通信工程 姓名： 学号： 指导老师：曹玉英

一、设计目标 设计一个FIR高通滤波器，通带边界频率为2khz， 通带纹波小于1dB，采样 频率为8khz，实现当多个频率的输入信号输入时只保留大于2khz的信号功能， 其中FIR滤波器的设计可以用MATLAB窗函数法进行。 二、算法研究 1. FIR的原理和参数生成公式 FIR数字滤波器是非递归性的线性时不变因果系统，这样的系统的差分方程 可以表示为： 令输入信号x(n)=δ(n),代入式，有 =a δ(n)+a 1 δ(n-1)+···+a n-1 δ[n-(N-1)] 这时的y(n)即为冲激响应h(n)。由式很容易得到 h(0)=a ，h(1)=a 1 , ···,h(N-1)=a n-1 ； 又由式可知，当n<0以及n>N-1时，h(n)=0,即这个系统的冲激响应是有限 长度的，这样的滤波器就叫做有限冲激响应(FIR)滤波器。 将a i =h(i)(i=0,1, ···，N-1)代入式，得到 将式的两边进行z变换后，可以得到FIR滤波器的系统函数： 又由式，有 因此，FIR滤波器的系统函数H(z)的极点都位于z=0处，为N-1阶极点；而 N-1个零点由冲激响应h(n)决定，一般来说，可以位于有限z平面的任何位置。 由于FIR数字滤波器的极点都集中在单位圆内的原点z=0处，与系数h(n) 无关，因此FIR滤波器总是稳定的，这是FIR数字系统的一大优点。 2. 利用MATLAB计算滤波系数 用来设计标准频率响应的基于窗函数的FIR滤波器，可实现加窗线性相位 FIR数字滤波器的设计。 语法：b=fir1(n,Wn) b=fir1(n,Wn,‘ftype’) b=fir1(n,Wn,Window) b=fir1(n,Wn,‘ftype’,window) n:滤波器的阶数；Wn：滤波器的截止频率； ftype：用来决定滤波器的类型，

DSP实验6 用窗函数法设计FIR滤波器

实验六 用窗函数法设计FIR 滤波器 一、实验目的 1. 掌握窗函数法设计FIR 滤波器的原理和方法，观察用几种常用窗函数设计的FIR 数字滤波器技术指标； 2. 掌握FIR 滤波器的线性相位特性； 3. 了解各种窗函数对滤波特性的影响。 二、实验原理与方法 如果所希望的滤波器的理想频率响应函数为H d (e jω)，则其对应的单位脉冲响 应为ωπ ωπ πω d e e H n h n j j d ?- = )(21)(， 用窗函数w N (n)将h d (n)截断，并进行加权处理，得到实际滤波器的单位脉冲响应h (n )=h d (n )w N (n )，其频率响应函数为 n j N n j e n h e H ωω --=∑=1 0)()(。如果要求线性相位特性，则h (n )还必须满足 )1()(n N h n h --±=。可根据具体情况选择h (n )的长度及对称性。 三、实验步骤 1. 写出理想低通滤波器的传输函数和单位脉冲响应。 2. 写出用四种窗函数设计的滤波器的单位脉冲响应。 3. 用窗函数法设计一个线性相位FIR 低通滤波器，用理想低通滤波器作为逼近滤波器，截止频率ωc =π/4 rad ，选择窗函数的长度N ＝17，32两种情况。要求在两种窗口长度下，分别求出h (n )，打印出相应的幅频特性和相频特性曲线，观察3dB 带宽和阻带衰减； 4. 用其它窗函数(汉宁窗(升余弦窗)、哈明窗(改进的升余弦窗)、布莱克曼窗) 设计该滤波器，要求同1；比较四种窗函数对滤波器特性的影响。 四、实验用MATLAB 函数 可以调用MATLAB 工具箱函数fir1实现本实验所要求的线性相位FIR-DF 的设计，调用一维快速傅立叶变换函数fft 来计算滤波器的频率响应函数。 fir1是用窗函数法设计线性相位FIRDF 的工具箱函数，调用格式如下： hn=fir1(N, wc, ‘ftype ’, window)：实现线性相位FIR 滤波器的标准窗函数法设计，具体调用格式如下： (1) hn=fir1(N,wc)可得到6dB 截止频率为wc 的N 阶(单位脉冲响应h(n)长度

用巴特莱特窗函数法设计数字FIR带通滤波器dsp课程设计

课程设计 课程设计名称：数字信号处理课程设计 专业班级：电信 学生姓名： 学号： 指导教师：乔丽红 课程设计时间： 6.16-6.20 电子信息工程专业课程设计任务书

说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页

一需求分析和设计内容 数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。现如今随着电子设备工作频率范围的不断扩大，电磁干扰也越来越严重，接收机接收到的信号也越来越复杂。为了得到所需要频率的信号，就需要对接收到的信号进行过滤，从而得到所需频率段的信号，这就是滤波器的工作原理。对于传统的滤波器而言，如果滤波器的输入，输出都是离散时间信号，则该滤波器的冲激响应也必然是离散的，这样的滤波器定义为数字滤波器。它通过对采样数据信号进行数学运算来达到频域滤波的目的. 滤波器在功能上可分为四类，即低通（LP）、高通（HP）、带通（BP）、带阻（BS）滤波器等，每种又有模拟滤波器（AF）和数字滤波器（DF）两种形式。对数字滤波器，从实现方法上，具有有限长冲激响应的数字滤波器被称为FIR滤波器，具有无限长冲激响应的数字滤波器被称为IIR滤波器。 FIR数字滤波器的主要优点有：一、具有严格的线性相位特性；二、不存在稳定性问题；三、可利用DFT来实现。这些优点使FIR数字滤波器得到了广泛应用。窗函数法是一种设计FIR数字滤波器的基本方法，但它不是最佳设计方法，在满足同样设计指标的情况下，用这种方法设计出的滤波器的阶数通常偏大。在窗函数法的基础上，以所定义的逼近误差最小为准则来进行优化设计的算法，由于其中的逼近误差可根据不同的设计要求进行定义，故此算法适应性强，它既可用于设计选频型滤波器，又适用于非选频型滤波器的设计。常用的窗函数有矩形窗函数、巴特莱特窗函数、三角窗函数、汉宁（Hann）窗函数、海明（Hamming）窗函数、布莱克曼（Blackman）窗函数、凯塞（Kaiser）窗函数等。本设计通过MATLAB软件对FIR型滤波器进行理论上的实现，利用巴特莱特窗函数设计数字FIR带通滤波器。FIR系统不像IIR系统那样易取得较好的通带和阻带衰减特性,要取得较好的衰减特性,一般要求H（z）阶次要高,也即M要大。FIR系统有自己突出的优点：系统总是稳定的;易实现线性相位;允许设计多通带（或多阻带）滤波器,后两项都是IIR系统不易实现的。FIR数字滤波器的设计方法有多种,如窗函数设计法、频率采样法和Chebyshev逼近法等。随着Matlab软件尤其是Matlab 的信号处理工作箱的不断完善,不仅数字滤波器的计算机辅助设计有了可能,而且还可以使设计达到最优化。本实验的数字滤波器的MATLAB实现是指调用