有限冲激响应滤波器FIR算法实验

福州大学至诚学院《DSPs原理及应用》实验报告

实验题目：实验三有限冲激响应滤波

器（FIR）算法实验

姓名：

学号：

系别：信息工程系

专业：通信工程

年级：2011 级

同组姓名：

实验时间：2014.11.10~2014.11.11

2014年11 月14 日

实验3：有限冲激响应滤波器（FIR）算法实验

1.实验目的

1.1掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法；

1.2熟悉线性相位FIR数字滤波器特性；

1.3了解各种窗函数对滤波器特性的影响。

2.实验设备

PC 兼容机一台；安装Code Composer Studio 3.1软件。

3.实验原理

3.1有限冲激响应数字滤波器的基础理论。

3.2模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器）。

3.3数字滤波器系数的确定方法。

3.4根据要求设计低通 FIR 滤波器：

要求：通带边缘频率 10kHz，阻带边缘频率 22kHz，阻带衰减 75dB，采样频率50kHz。设计：

3.4.1过渡带宽度=阻带边缘频率-通带边缘频率=22-10=12kHz；

3.4.2采样频率：f1=通带边缘频率+(过渡带宽度)/2=10000+12000/2=16kHz；

Ω1=2πf1/fs=0.64π；

3.4.3理想低通滤波器脉冲响应：

h1[n]=sin(nΩ 1)/n/π =sin(0.64π n)/n/π

3.4.4根据要求，选择布莱克曼窗，窗函数长度为：

N=5.98fs/过渡带宽度=5.98*50/12=24.9

3.4.5选择 N=25，窗函数为：

w[n]=0.42+0.5cos(2π n/24)+0.8cos(4π n/24)

3.4.6滤波器脉冲响应为：

h[n]=h1[n]w[n] |n|≤12 h[n]=0 |n|＞12

3.4.7根据上面计算，各式计算出 h[n]，然后将脉冲响应值移位为因果序列。

3.4.8完成的滤波器的差分方程为：

y[n]=-0.001x[n-2]-0.002x[n-3]-0.002x[n-4]+0.01x[n-5]

-0.009x[n-6]-0.018x[n-7]-0.049x[n-8]-0.02x[n-9]

+0.11x[n-10]+0.28x[n-11]+0.64x[n-12]

+0.28x[n-13]-0.11x[n-14]-0.02x[n-15]

+0.049x[n-16]-0.018x[n-17]-0.009x[n-18]+0.01x[n-19]

-0.002x[n-20]-0.002x[n-21]+0.001x[n-22]

3.5程序流程图：

4.实验步骤

4.1实验准备：

设置软件仿真模式；启动CCS 3.3。

4.2打开工程，浏览程序：

打开工程文件Fir.pjt。

4.3编译并下载程序：

4.4打开观察窗口：

选择菜单View→Graph→Time/Frequency...,进行如下设置：

选择菜单View→Graph→Time/Frequency...,进行如下设置：

选择菜单View→Graph→Time/Frequency...,进行如下设置：

在弹出的图形窗口中单击鼠标右键，选择“Clear Display”。

4.5设置断点：

在有注释“break point”的语句设置软件断点。

4.6运行并观察结果：

（1）选择“Debug”菜单的“Animate”项，或按 Alt+F5 键运行程序。

（2）观察“Input”、“Output”窗口中时域图形；观察滤波效果。

（3）鼠标右键单击“Input”和“Output”窗口，选择“Properties…”项，设

置“Display Type”为“FFT Magitude”，再单击“OK”按钮结束设置。（4）观察“Input”、“Output”窗口中频域图形；理解滤波效果。

4.7退出 CCS

5.实验结果

f输入波形为一个低频率的正弦波与一个高频的正弦波叠加而成。

6.实验心得与体会

通过本次实验，我学会了怎样使用窗函数设计FIR数字滤波器，明白了FIR 数字滤波器的特性及各种窗函数对数字滤波器的影响，并进一步认识了怎样使用CCS 3.3观察波形的设置及观察方法，使自己掌握的知识更加牢固。

参考文献：

1.《DSP原理及应用》实验教程

2.《TMS320C55x DSP原理及应用（第4版）》汪春梅孙洪波编著

信号与系统实验报告1

学生实验报告 （理工类） 课程名称：信号与线性系统专业班级：M11通信工程 学生学号：1121413017 学生姓名：王金龙 所属院部：龙蟠学院指导教师：杨娟

20 11 ——20 12 学年第 1 学期 金陵科技学院教务处制 实验报告书写要求 实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。纸张一律采用A4的纸张。 实验报告书写说明 实验报告中一至四项内容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验内容与过程；实验结果与分析。各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。 填写注意事项 （1）细致观察，及时、准确、如实记录。 （2）准确说明，层次清晰。 （3）尽量采用专用术语来说明事物。 （4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。 （5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。 实验报告批改说明 实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。 实验报告装订要求

实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。

实验项目名称：常用连续信号的表示 实验学时： 2学时 同组学生姓名： 无 实验地点： A207 实验日期： 11.12.6 实验成绩： 批改教师： 杨娟 批改时间： 一、实验目的和要求 熟悉MATLAB 软件；利用MATLAB 软件，绘制出常用的连续时间信号。 二、实验仪器和设备 586以上计算机，装有MATLAB7.0软件 三、实验过程 1. 绘制正弦信号)t Asin t (f 0?ω+=（），其中A=1，πω2=，6/π?=； 2. 绘制指数信号at Ae t (f =），其中A=1，0.4a -=； 3. 绘制矩形脉冲信号，脉冲宽度为2； 4. 绘制三角波脉冲信号，脉冲宽度为4；斜度为0.5； 5. 对上题三角波脉冲信号进行尺度变换，分别得出)2t (f ，)2t 2(f -； 6. 绘制抽样函数Sa （t ）,t 取值在-3π到+3π之间； 7. 绘制周期矩形脉冲信号，参数自定； 8. 绘制周期三角脉冲信号，参数自定。 四、实验结果与分析 1．制正弦信号)t Asin t (f 0?ω+=（），其中A=1，πω2=，6/π?= 实验代码： A=1;

实验一 阶跃响应与冲激响应Ver6.01

实验一阶跃响应与冲激响应 引子： 科学的任务就是知天地之真谛，解万物之奥妙。 内容提要 ●观察和测量RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和 有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响； ●掌握有关信号时域的测量方法。

一、实验目的 1、观察和测量RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响； 2、掌握有关信号时域的测量方法。 二、实验原理说明 实验如图1—1所示为RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应，其响应有以下三种状态： 1、当电阻R＞2 L C 时，称过阻尼状态； 2、当电阻R = 2 L C 时，称临界状态； 3、当电阻R＜2 L C 时，称欠阻尼状态。 图1-1 实验布局图 冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变系统冲激响应也是阶跃响应的导数。为了便于用示波器观察响应波形，实验用中用周期方波代替阶跃信号。而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。 三、实验内容与步骤 1、阶跃响应波形观察与参数测量 设激励信号为方波，其幅度为1.5V有效值，频率为500Hz。 ①连接SG401、SG402、SG403和SG103。 ②调整激励信号源为方波，调节W403频率旋钮，使f=500Hz，信号幅度为1.5V。 ③示波器CH1接于TP104，调整W101，使电路分别工作在欠阻尼、临界和过阻尼三种状态， 并将实验数据填入表格1—1中。

表1—1 注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致。 2、冲激响应的波形观察 冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。 实验电路如图1—1所示。 ①将信号发生器SG401与SG101相连。（频率与幅度不变）； ②示波器接于TP102，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）； ③连接SG102与SG103 ④示波器接于TP104 ⑤观察TP104端三种状态波形，并填于表1—2中。 表1—2 四、实验报告要求 1、描绘同样时间轴阶跃响应与冲激响应的输入、输出电压波形时，要标明信号幅度A、周 期T、方波脉宽T1以及微分电路的τ值。 2、分析实验结果，说明电路参数变化对状态的影响。 五、实验设备 1、双踪示波器 1台 2、信号系统实验箱 1台

冲激响应和卷积分析

实验2离散系统的差分方程、冲激响应和卷积分析 一、实验目的 1 加深对离散系统的差分方程、冲激响应和卷积分析方法的理解。 二、实验原理 离散系统 ] [n x ][n y Discrete-time systme 其输入、输出关系可用以下差分方程描述： ∑=∑=-=-M k k N k k k n x p k n y d 00][][ 输入信号分解为冲激信号：∑-=∞-∞ =m m n m x n x ][][][δ 记系统单位冲激响应 ： ][][n h n →δ 则系统响应为如下的卷积计算式： ∑∞-∞=-= *=m m n h m x n h n x n y ][][][][][ 当N k d k ,...2,1,0==时，h[n]是有限长度的（n ：[0，M]），称系统为FIR 系统；反之，称系统为IIR 系统。 在MATLAB 中，可以用函数y=Filter(p,d,x) 求解差分方程，也可以用函数 y=Conv(x,h)计算卷积。 二、实验内容 编制程序求解下列两个系统的单位冲激响应和阶跃响应，并绘出其图形。 (1): y [n ]+0.75y [n -1]+0.125y [n -2]=x [n ]-x [n -1] (2)： y [n ]=0.25{x [n -1]+x [n -2]+x [n -3]+x [n -4]+x [n -5]}

程序（1）： A=[1,0.75,0.125]; B=[1,-1]; x1=[1,zeros(1,10)]; x2=ones(1,20); y1=filter(B,A,x1); subplot(2,2,1); stem(y1); title('y1单位冲击响应') y2=filter(B,A,x2); subplot(2,2,2); stem(y2); title('y2阶跃响应'); y3=conv(x1,y1); subplot(2,2,3); stem(y3); title('y3卷积'); y4=conv(x2,y1); subplot(2,2,4); stem(y4); title('y4卷积') 程序（1）图

有限冲激响应数字滤波器设计实验报告

/ 实验6 有限冲激响应数字滤波器设计 一、实验目的： 1、加深对数字滤波器的常用指标理解。 2、学习数字滤波器的设计方法。 二、实验原理： 低通滤波器的常用指标： } （1）通带边缘频率； （2）阻带边缘频率； （3）通带起伏；

（4）通带峰值起伏， （5）阻带起伏，最小阻带衰减。 三、实验内容： 利用MATLAB编程,用窗函数法设计FIR数字滤波器，指标要求如下： 通带边缘频率：，通带峰值起伏：。] 阻带边缘频率：，最小阻带衰减：。 采用汉宁窗函数法的程序： wp1=*pi;wp2=*pi; ws1=*pi;ws2=*pi; width1=wp1-ws1; width2=ws2-wp2; width=min(width1,width2) N1=ceil(8*pi/width) … b1=fir1(N1,[ ],hanning(N1+1)); [h1,f]=freqz(b1,1,512); plot(f/pi,20*log10(abs(h1)),'-') grid; 图形：

采用切比雪夫窗函数法德程序： 】 wp1=*pi;wp2=*pi; ws1=*pi;ws2=*pi; width1=wp1-ws1; width2=ws2-wp2; width=min(width1,width2) N1=ceil(8*pi/width) b1=fir1(N1,[ ],chebwin(N1+1,20)); [h1,f]=freqz(b1,1,512); … plot(f/pi,20*log10(abs(h1)),'-') grid; 图形：

四．小结 FIR和IIR滤波器各自的特点： ①结构上看，IIR滤波器必须采用递归结构，极点位置必须在单位圆内，否则系统将不稳定，IIR滤波器脱离不了模拟滤波器的格局，FIR滤波器更灵活，尤其能使适应某些特殊的应用。设计选择：在对相位要求不敏感的场合，用IIR较为适合，而对图像处理等对线性要求较高，采用FIR滤波器较好。 ②性能上说，IIR滤波器传输函数的几点可位于单位圆内的任何地方，可以用较低的结束获得较高的选择性，但是是相位的非线性为代价，FIR滤波器却可以得到严格的线性相位，然而FIR滤波器传输函数的极点固定在原点，只能用较高的阶数达到的选择性。

阶跃响应与冲激响应(学生用)

实验一 阶跃响应与冲激响应 一、实验目的 1、观察和测量RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响； 2、掌握有关信号时域的测量方法。 二、实验原理说明 实验如图1—1所示为RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应，其响应有以下三种状态： 1、当电阻R ＞2 L C 时，称过阻尼状态； 2、当电阻R = 2 L C 时，称临界状态；640欧 3、当电阻R ＜2 L C 时，称欠阻尼状态。 mH 10nF 100TP905P904 TP906P903 C902 R902nF 47P905TP908 P906 W902TPGND C903L902TPGND TP909 Ω K 10ΩK 1 图1-1 冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变电路冲激响应也是阶跃响应的导数。为了便于用示波器观察响应波形，实验用中用周期方波代替阶跃信号。而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。阶跃响应 三、实验内容 1、阶跃响应波形观察与参数测量 设激励信号为方波，其幅度为1.0V 有效值，频率为500Hz 。 ①根据图1—1所示，将信号源输出端TP701与RLC 串联电路的输入端P905连接。

②示波器CH1接于TP701，通过观察示波器调整激励信号源为方波（将J701设置于“SQU”）；调节W705频率旋钮，使其频率f=500Hz；调节W701幅度旋钮，使信号幅度为1.0V（有效值）。 注意：在调整信号源的输出参数时，应当连接上负载后再进行调节。 ③将示波器CH1接于RLC串联电路的输出端TP909，调整W902，通过观察示波器的输出波形使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将对应的实验数据填入表格1—1中。 表1—1 状态 参数测量 欠阻尼状态临界状态过阻尼状态 参数测量R< 欧（理论计算值） r t= 毫秒 p t= 毫秒 s t= 毫秒 = % R= 欧（理论计算 值） r t= 毫秒 R> 欧（理论计算 值） r t= 毫秒 波形观察 注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致；各个测量参数的含义见附录中的说明。 2、冲激响应的波形观察 冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。 实验电路如图1—1所示。 ①将信号源输出端TP701接于P903。（方波信号的频率与幅度不变）； ②将示波器CH1接于TP906，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）； ③连接P904与P905； ④将示波器CH1接于RLC串联电路的输出端TP909，调整W902，通过观察示波器的输出波形使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将对应

基于矩形窗设计FIR数字滤波器

郑州航空工业管理学院 《电子信息系统仿真》课程设计 14级专业班级 题目基于矩形窗设计FIR数字滤波器姓名学号 二О一六年十一月二十五日

第一章 FIR 滤波器的设计原理及方法 FIR 滤波器通常采用窗函数方法来设计。窗设计的基本思想是，首先选择一个适当的理想选频滤波器（它总是具有一个非因果，无限持续时间脉冲响应），然后街区（加窗）它的脉冲响应得到线性相位和因果FIR 滤波器。我们用Hd （e^jw ）表示理想的选频滤波器，它在通带上具有单位增益和线性相位，在阻带上具有零响应。一个带宽wc

冲激响应实验报告

信号与系统实验报告学院：电子信息与电气工程学院 班级: 13级电信<1>班 学号: 20131060104 姓名:李重阳

实验二 冲激响应 一、实验目的 1.观察和测量RLC 串联电路的阶跃响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响； 2.掌握有关信号时域的测量方法。 二、实验原理说明 实验如图2-1所示为RLC 串联电路的冲激响应的电路连接图。 图2-1 冲激响应电路连接示意图 其响应有以下三种状态： （1） 当电阻R ＞2 L C 时，称过阻尼状态； （2） 当电阻R = 2 L C 时，称临界状态； （3） 当电阻R ＜2 L C 时，称欠阻尼状态。 现将阶跃响应的动态指标定义如下： 上升时间t r ：y(t)从0到第一次达到稳态值y （∞）所需的时间。 峰值时间t p ：y(t)从0上升到y max 所需的时间。 调节时间t s ：y(t)的振荡包络线进入到稳态值的5±%误差范围所需的时间。 最大超调量δ ：100%y y ) (y max δp ?∞∞-= ? ?? ? ? ? 0.1μ C2

数。为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代替阶跃信号。而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。 三、实验内容 1.冲激响应的波形观察 冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。激励信号为方波，其幅度为1.5V ，频率为2K 。 实验电路如图2-1所示。 ①连接P04与P912； ②将示波器的CH1接于TP913，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）； ③连接P913与P914； ④将示波器的CH2接于TP906，调整W902, 使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态； ⑤观察TP906端三种状态波形，并填于表2-1中 表2-1：

基于matlab的数字滤波器的设计与仿真开题报告.pdf

一、选题背景、目的和意义 背景 信号与信号处理时信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一。长期以来?信号处理技术一直用于转换、产生模拟或数字信号?其中最为频繁应用的领域就是信号的滤波。数字滤波是语音、图像处理、模式识别和谱分析等应用中的一个基本处理部件?它可以满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求?避免模拟滤波器无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。 目的 我的毕业设计的课题是《基于matlab的数字滤波器的设计与仿真》?其主要目的是通过此次课程设计进一步学习和巩固数字信号处理及其相关知识?并学会利用所学的知识能?在设计过程中能综合运用所学知识内容?进一步熟悉和掌握matlab的使用方法;对数字滤波器的原理有较深的了解;为即将进入社会参加工作打下坚实的基础;掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等等。 意义 从事电子通信业而不能熟练操作使用matlab电子线路设计软件?在工作和学习中将是寸步难行的。在数学、电子、金融等行业?使用matlab等计算机软件对产品进行设计、仿真在很早以前就已经成为了一种趋势?这类软件的问世也极大地提高了设计人员在通信、电子等行业的产品设计质量与效率。众所周知?实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程?由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量?这种信号在许多信道中不宜传输。因而?在通信系统的发送端通常需要有调制过程?反之在接收端则需要有解调过程。 二、国内外的研究综述 数字滤波在DSP?数字信号处理?中占有重要地位。数字滤波器按实现的网络结构或者从单位脉冲响应?分为IIR(无限脉冲响应?和FIR?有限脉冲响应?滤波器。如果IIR滤波器和FIR滤波器具有相同的性能?那么通常IIR滤波器可以用较低的阶数获得高的选 择性?执行速度更快?所有的储存单元更少?所有既经济又高效。

冲激响应实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除 冲激响应实验报告 篇一：冲激响应与阶跃响应实验报告 实验2冲激响应与阶跃响应 一、实验目的 1.观察和测量RLc串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响； 2.掌握有关信号时域的测量方法。 二、实验原理说明 实验如图1-1所示为RLc串联电路的阶跃响应与冲激响应的电路连接图，图2-1（a）为阶跃响应电路连接示意图；图2-1（b）为冲激响应电路连接示意图。 c20.1μ 图2-1(a)阶跃响应电路连接示意图 图2-1(b)冲激响应电路连接示意图 其响应有以下三种状态： （1）当电阻R＞2（2）当电阻R=2（3）当电阻R＜2

L 时，称过阻尼状态；c L 时，称临界状态；c L 时，称欠阻尼状态。c c20.1μ 现将阶跃响应的动态指标定义如下： 上升时间tr：y(t)从0到第一次达到稳态值y（∞）所需的时间。 峰值时间tp：y(t)从0上升到ymax所需的时间。 波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。 三、实验内容 1.阶跃响应波形观察与参数测量 设激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为500hz。实验电路连接图如图2-1（a）所示。①连接p04与p914。 ②调节信号源，使p04输出f=500hz，占空比为50%的脉冲信号，幅度调节为1.5V；（注意：实验中，在调整信号源的输出信号的参数时，需连接上负载后调节） ③示波器ch1接于Tp906，调整w902，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将实验数据填入表格2-1中。

1.欠阻尼状态 2.临界状态 3，过阻尼状态 注：描绘波形要使三种状态的x轴坐标（扫描时间）一致。2.冲激响应的波形观察 冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为2K。 实验电路如图2-1（b）所示。①连接p04与p912； ②将示波器的ch1接于Tp913，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）；③连接p913与p914； ④将示波器的ch2接于Tp906，调整w902,使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态； ⑤观察Tp906端(:冲激响应实验报告)三种状态波形，并填于表2-2中。 表2-2 1.欠阻尼状态 篇二：冲击响应实验报告 冲激响应研究性实验实验报告 姓名：学号： 摘要：根据实验室现有的实验模块用多种方法研究冲击响应。要求测量冲击响 应的电流和电压波形，并尽可能地逼近理论波形。必须

FIR数字滤波器设计论文

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

自适应滤波器的设计开题报告

自适应滤波器的设计与应用 一、题目来源 来源于其他 二、研究目的和意义 滤波技术在当今信息处理领域中有着极其重要的应用。滤波是从连续的或离散的输入数据中除去噪音和干扰以提取有用信息的过程，相应的装置就称为滤波器。滤波器实际上是一种选频系统，他对某些频率的信号予以很小的衰减，使该部分信号顺利通过。而对其他不需要的频率信号予以很大的衰减，尽可能阻止这些信号通过。滤波器研究的一个目的就是：如何设计和制造最佳的(或最优的)滤波器。 在数字信号处理中，数字滤波是语音和图像处理、模式识别、频谱分析等应用中的一个基本处理算法。在许多应用场合，由于无法预先知道信号和噪声的特性或者它们是随时间变化的，仅仅用 FIR 和 IIR两种具有固定滤波系数的滤波器无法实现最优滤波。在这种情况下，必须设计自适应滤波器，以跟踪信号和噪声的变化。 自适应滤波器是利用前一时刻已获得的滤波器参数，自动地调节、更新现时刻的滤波器参数，以适应信号和噪声未知的统计特性，从而实现最优滤波。当在未知统计特性的环境下处理观测信号时，利用自适应滤波器可以获得令人满意的效果，其性能远超过通用方法所设计的固定参数滤波器。

三、阅读的主要参考文献及资料名称 1、《数字信号处理》刘益成（第二版）西安电子科技出版社 2、《数字信号处理》张小虹（第二版）机械工业出版社 3、自适应信号处理[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2001． 4．邹理和,数字信号处理, 国防工业出版社,1985 5．丁玉美等, 数字信号处理,西安电子科技大学出版社,1999 6．程佩青, 数字信号处理,清华大学出版社,2001 7. The MathWorks Inc, Signal Processing Toolbox For Use with MATLAB, Sept. 2000 8. vinay K.Ingle, John G.Proakis,数字信号处理及MATLAB实现,陈怀琛等译,电子工业出版社,1998.9 9、《MATLAB编程参考手册》 10、中国期刊网的相关文献 11、赫金，自适应滤波器原理第四版，西安工业出版社，2010-5-1 四、国内外现状和发展趋势与主攻方向 自适应滤波器的理论与技术是50年代末和60年代初发展起来的。它是现代信号处理技术的重要组成部分，对复杂信号的处理具有独特的功能。自适应滤波器在数字滤波器中试属于随机数字信号处理的范畴。对于随机数字信号的滤波处理，通常有维纳滤波，卡尔曼滤波和自适应滤波，维纳滤波的权系数是固定的，适用于平稳随机信号；卡尔曼滤波器的权系数是可变的，适用于非平稳随机信号中。但是，只有在对信号和噪声的统计特性先验

冲激响应与阶跃响应实验报告

实验2 冲激响应与阶跃响应 一、实验目的 1.观察和测量RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响； 2.掌握有关信号时域的测量方法。 二、实验原理说明 实验如图1-1所示为RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应的电路连接图，图2-1（a ）为阶跃响应电路连接示意图；图2-1（b ）为冲激响应电路连接示意图。 图2-1 (b) 冲激响应电路连接示意图 其响应有以下三种状态： （1） 当电阻R ＞2 L C 时，称过阻尼状态； （2） 当电阻R = 2 L C 时，称临界状态； （3） 当电阻R ＜2 L C 时，称欠阻尼状态。 现将阶跃响应的动态指标定义如下： 上升时间t r ：y(t)从0到第一次达到稳态值y （∞）所需的时间。 峰值时间t p ：y(t)从0上升到y max 所需的时间。 调节时间t s ：y(t)的振荡包络线进入到稳态值的5±%误差范围所需的时间。 最大超调量δ：100%y y ) (y max δp ?∞∞-= ? ?? ? ? ? 图2-1 (c) 冲激响应动态指标示意图 冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变电路冲激响应也是阶跃响应的导 μ C2

数。为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代替阶跃信号。而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。 三、实验内容 1.阶跃响应波形观察与参数测量 设激励信号为方波，其幅度为，频率为500Hz。 实验电路连接图如图2-1（a）所示。 ①连接P04与P914。 ②调节信号源，使P04输出f=500Hz，占空比为50%的脉冲信号，幅度调节为 ；（注意：实验中，在调整信号源的输出信号的参数时，需连接上负载 后调节） ③示波器CH1接于TP906，调整W902，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过 阻尼三种状态，并将实验数据填入表格2-1中。 表2-1 1.欠阻尼状态 2.临界状态 3，过阻尼状态 注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致。 2.冲激响应的波形观察 冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。激励信号为方波，其幅度为，频率为2K。 实验电路如图2-1（b）所示。 ①连接P04与P912； ②将示波器的CH1接于TP913，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）； ③连接P913与P914；

基于Matlab的FIR低通滤波器设计[开题报告]2011-11-07

电子信息学院 本科毕业设计(论文)开题报告 论文题目基于Matlab的FIR低通滤波器设计 学生姓名专业班级性别 一、课题研究意义及现状 所谓数字信号处理技术是指运用数值计算的方法对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等的处理。随着电子技术和电子计算机技术的发展，数字信号处理技术受到了越来越广泛的关注，数字信号处理的理论和技术也在不断丰富和完善，新的理论和新技术层出不穷。可以说，数字信号处理是发展最快、应用最广泛、成效最显著的新科学之一，目前已广泛地应用在语音、雷达、声纳、地震、图像、通信、控制、生物医学、遥感遥测、地质勘探、航空航天、故障检测、自动化仪表等领域。 数字滤波器是数字信号处理中的重要组成部分之一，在数字信号处理中，数字滤波占有极其重要的地位。滤波器可以分为IIR滤波器和FIR滤波器两大类，IIR滤波器并不能得到严格的线性相位特性，因此在许多实际应用中为了得到线性相位特征，还必须另外增加相位校正网络，使滤波器设计变得复杂，成本也高，而FIR滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时，还可以很容易的做到有严格的线性相位特性。它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。因此，FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。 目前对数字滤波器的设计有多种方法，其中著名的Matlab软件包，功能强大、使用方便。传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。利用Matlab信号处理工具箱可以快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器，可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。 本课题在基于Matlab的FIR低通滤波器的设计方法、编程以及实际应用上有着积极的意义。

数字信处理实验报告

数字信号处理实验报告 姓 名： 班 级： 13电信2 学 号： 2013302 2013302 2013302 指导老师： 日期： 2016.6.6～ 华南农业大学电子工程学院 电子信息工程系 实验一 常见离散信号的MATLAB 产生和图形显示 一、实验目的 加深对常用离散信号的理解； 二.实验原理 1． 单位抽样序列 在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现。 如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位，得到)(k n -δ即： 2． 单位阶越序列 在MATLAB 中可以利用ones()函数实现。 3． 正弦序列 在MATLAB 中 4． 复正弦序列 在MATLAB 中 5． 指数序列 在MATLAB 中 6.卷积分析 conv.m 用来实现两个离散序列的线性卷积。 其调用格式是：y=conv(x,h) 若x 的长度为N ，h 的长度为M ，则y 的长度L=N+M-1。 三.实验内容 1.画出信号x （n) = 1.5*δ(n+1) - δ(n-3)的波形。

2.求序列x(n)和h(n)的线性卷积y(n)=x(n)*h(n)。x(n) = {3,-3,7,0,-1,5,2} , h(n) = {2,3,0,-5,2,1}. 画出x(n),h(n),y(n)与n的离散序列图形 四.实验要求 1）画出信号x（n) = 1.5*δ(n+1) - δ(n-3)的波形。 ①MATLAB程序如下： n3 = [-3:3]; x3 = [(n3+1)==0]; subplot(1,3,1); stem(n3,x3); n4 = [-3:3]; x4 = [(n4-3)==0]; subplot(1,3,2);stem(n4,x4); n5 = [-3:3];x5 = 1.5*x3 - x4; subplot(1,3,3);stem(n5,x5); ②理论计算： x(n)= ③程序运行结果： 图（1） 从图（1）左侧起第一幅图是信号δ(n+1)的波形，第二幅图是信号δ(n-3)的波形，最后一幅图是信号x（n) = 1.5*δ(n+1) - δ(n-3)的波形。 2）求序列x(n)和h(n)的线性卷积y(n)=x(n)*h(n)；x(n) = {3,-3,7,0,-1,5,2} , h(n) = {2,3,0,-5,2,1}，画出x(n),h(n),y(n)与n的离散序列图形。 ①MATLAB程序如下： n6 = [0:6];x6 = [3,-3,7,0,-1,5,2];subplot(1,3,1);stem(n6,x6);

基于DSP的FIR滤波器的设计与实现开题报告4.

基于DSP的FIR滤波器的设计与实现开题报告毕业设计（论文）开题报告题目：基于DSP 的FIR 滤波器的设计和实现系：专业：学号：学生姓名：指导教师：

开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述” ）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2 ．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从电气系网页或各教研室FTB 上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3 ．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15 篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1 篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。 4 ．统一用A4 纸，并装订单独成册，随《毕业设计说明书》等资料装入文件袋中。

毕业设计（论文）开题报告 1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500 字左右的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文献综述在信号处理过程中，所处理的信号往往混有噪声，从接收到的信号中消除和减弱噪声是信号传输和处理中十分重要的问题。根据有用信号和噪声的不同特性，提取有用心好的过程成为滤波，实现滤波功能的系统成为滤波器。在1960 年到1970 年十年中，高速数字计算机迅速发展，并被广泛地用来处理数字形式的电信号。因而，在数字滤波器的设计中，就有可能采用傅立叶分析、波形抽样、Z 变换等已有的基本理论概念。数字滤波器精确度高，使用灵活，可靠性高，具有模拟设备没有的许多优点，已广泛地应用于各个科学技术领域，例如数字电视，语音，通信，雷达，声纳，遥感，图像，生物医学以及许多工程应用领域。随着信息时代、数字时代的到来，数字滤波技术已成为一门极其重要的科学和技术领域。以往滤波器采用模拟电路技术，但是模拟技术存在很多难以解决的问题，而采用数字则避免很多类似的难题，当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。数字滤波根据滤波特性可分为线性滤波和非线性滤波。近些年来线性滤波方法，如Wiener 滤波、Kalman 滤波和自适应滤波得到了广泛的研究和应用。同时一些非线性滤波方法，如小波滤波、同态滤波、中值滤波和形态滤波等都是现代信号处理的前沿课题，不但有重要的理论意义，而且有广阔的应用前景。关于数字滤波器理论研究的发展也带来了数字滤波器在实现上的空前发展。20 世纪60 年代，由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器的发展上了一个新的台阶，朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和廉价等方向努力，其中高精度、小体积、多功能、稳定可靠成为70 年代以后的主攻方向，导致数字滤波器、RC 有源滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展。到70 年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用，90 年代至现在主要智力与把各类滤波器应用与各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。数字滤波器按照频域响应的通带特性可划分为：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。数字滤波器按照单位脉冲响应可分为:IIR （Infinite Impulse

§2.2 冲激响应和阶跃响应

§2.2 冲激响应和阶跃响应 ?冲激响应 ?阶跃响应

一、冲激响应 1．定义 } 0{T () t δ() t h 由单位冲激函数δ(t)所引起的零状态响应称为单位冲激响应，简称冲激响应，记为h (t)。 h (t)=T[{0},δ(t)] 举例

2．系统冲激响应的求解 ?冲激响应的数学模型 响应及其各阶导数(最高阶为n 次) ) (d ) (d d )(d d )(d )(d ) (d d )(d d )(d 011 11 011 11 t f b t t f b t t f b t t f b t y a t t y a t t y a t t y m m m m m m n n n n n ++++= ++++------ 对于LTI 系统,可以用一n 阶微分方程表示 ()()()()()()) ()()()()()()()(0111101111t b t b t b t b t h a t h a t h a t h m m m m n n n δδδδ++++=++++---- 激励及其各阶导数(最高阶为m 次) 令f (t )=δ(t ) 则y (t )=h (t )

?h (t )解答的形式 例:当特征根均为单根时 )(e )(1t C t h n i t i i ελ??? ?????=∑ =由于δ(t )及其导数在t≥0+时都为零，因而方程式右端的自由项恒等于零，这样原系统的冲激响应形式与齐次解的形式相同。()()()()()()及其各阶导数。 应包含时，当； 中应包含时，当及其各阶导数； 不含时，当t t h m n t t h m n t t h m n δδδ?②与n,m 相对大小有关 ①与特征根有关 举例

有限冲激响应数字滤波器设计实验报告

实验6 有限冲激响应数字滤波器设计 一、实验目的： 1、加深对数字滤波器的常用指标理解。 2、学习数字滤波器的设计方法。 二、实验原理： 低通滤波器的常用指标： （1）通带边缘频率； （2）阻带边缘频率； （3）通带起伏； （4）通带峰值起伏， （5）阻带起伏，最小阻带衰减。

三、实验内容： 利用MATLAB编程,用窗函数法设计FIR数字滤波器，指标要求如下： 通带边缘频率：，通带峰值起伏：。 阻带边缘频率：，最小阻带衰减：。 采用汉宁窗函数法的程序： wp1=0.45*pi;wp2=0.65*pi; ws1=0.3*pi;ws2=0.75*pi; width1=wp1-ws1; width2=ws2-wp2; width=min(width1,width2) N1=ceil(8*pi/width) b1=fir1(N1,[0.45 0.65],hanning(N1+1)); [h1,f]=freqz(b1,1,512); plot(f/pi,20*log10(abs(h1)),'-') grid; 图形： 采用切比雪夫窗函数法德程序： wp1=0.45*pi;wp2=0.65*pi;

ws1=0.3*pi;ws2=0.75*pi; width1=wp1-ws1; width2=ws2-wp2; width=min(width1,width2) N1=ceil(8*pi/width) b1=fir1(N1,[0.45 0.65],chebwin(N1+1,20)); [h1,f]=freqz(b1,1,512); plot(f/pi,20*log10(abs(h1)),'-') grid; 图形： 四．小结 FIR和IIR滤波器各自的特点： ①结构上看，IIR滤波器必须采用递归结构，极点位置必须在单位圆内，否则系统将不稳定，IIR滤波器脱离不了模拟滤波器的格局，FIR滤波器更灵活，尤其能使适应某些特殊的应用。设计选择：在对相位要求不敏感的场合，用IIR较为适合，而对图像处理等对线性要求较高，采用FIR滤波器较好。 ②性能上说，IIR滤波器传输函数的几点可位于单位圆内的任何地方，可以用较低的结束获得较高的选择性，但是是相位的非线性为代价，FIR滤波器却可以得到严格的线性相位，然而FIR滤波器传输函数的极点固定在原点，只能用较高的阶数达到的选择性。

fir滤波器开题报告

基于Matlab的FIR数字滤波器仿真设计开题报告一课题来源及研究的目的和意义 数字滤波器是数字信号处理中的重要组成部分。数字滤波器分为有限脉冲响应数字滤波器(FIR)和无限脉冲响应数字滤波器(IIR)。介绍了利用窗函数设计FIR滤波器的方法，即根据给定的滤波器技术指标，确定有限长单位脉冲序列，通过选择滤波器的长度和窗函数，使其具有最窄宽度的主瓣和最小的旁瓣。并举例用MATLAB进行实现和仿真，指出基于Matlab 环境下进行数字滤波器的设计简便易行。 FIR滤波器设计主要是采用窗函数法、频率采样法、等波纹法分别设计各型FIR滤波器来对叠加噪声前后的语音信号进行滤波处理。有其绘出滤波器的频域响应，绘出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；在相同的性能指标下比较各方法的滤波效果，并从理论上进行分析。 二任务要求及实现预期目标的可行性分析 FIR滤波器很容易获得严格的线性相位特性，避免被处理信号产生相位失真。线性相位体现在时域中仅仅是h(n)在时间上的延迟，这个特点在图像信号处理、数据传输等波形传递系统中是非常重要的。此外，它不会发生阻塞现象，能够避免强信号淹没弱信号，因此它特别适合处理信号强弱悬殊的情况。其主要的不足之处是，其较好的性能是以较高的阶数为代价换来的。因此，在保证相同性能的前提下，努力降低其阶数是F IR数字滤波器设计的重要因素之一。 FIR数字滤波器由于设计灵活，滤波效果好以及过渡带宽易控制，因此在数字信号处理领域得到了广泛的应用。FIR数字滤波器的设计方法有窗函数法、频率采样法和等波纹最佳一致逼近法。窗函数法设计FIR数字滤波器是傅里叶变换的典型运用，而频率采样法设计的指导思想是频域采样定理及内插公式，等波纹最佳一致逼近法和其他的设计法相比，其优点是：设计指标相同时，使滤波器的阶数最低；阶数相同时，使通带最平坦，阻带最小衰减最大，通带和阻带均为等波纹形式，最适合设计片段常数特性的滤波器。 三重点研究多的问题及解决思路 滤波器的设计问题实质上是确定能满足所要求的转移序列或脉冲相应的常熟问题，设计方法主要有窗函数法、频率采样法、或等波纹最佳逼近法等。利用这些方法对滤波器进行性能分析及比较。需要强调的是，频率采样法是从频域出发直接设计滤波器的，而窗函数法是从时域出发设计滤波器的，这几种设计方法各有优缺点。 窗函数法设计FIR数字滤波器是傅里叶变换的典型运用，而频率采样法设计的指导思想是频域采样定理及内插公式，其阻带衰减的改善是通过增加过渡采样点实现的，同时为保证过渡带宽的不变，滤波器的采样点数也要相应增加，计算复杂度也随之成倍增加，这就要求在用频率采样法设计FIR滤波器时，要综合考虑阻带衰减和滤波器长度的要求，从而达到设计的最优化。 四所需要的工作条件及解决办法

基于matlab的FIR滤波器设计开题报告

一、研究背景 数字滤波器和模拟滤波器有着相同的滤波概念，根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通、带阻等类型，与模拟滤波器相比，数字滤波器除了具有数字信号处理的固有优点外，还有滤波精度高、稳定性好、灵活性强等优点。 数字滤波器可以过滤时间离散信号，通过对抽样数据进行数字处理来达到频域滤波的目的。由于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。 FIR滤波器具有严格的线性相位，可以具有任意的幅度特性，且是可物理实现的因果系统，因此被广泛地应用在现代通信技术当中，如解调器中的位同步与位定时提取、自适应均衡去码间串扰以及话音的自适应编码等。可见对基于MA TLAB的FIR滤波器的研究是具有非常重要的现实意义的。在高度信息化的今天，随着计算机技术，基于视觉的图像处理技术，模式识别等领域的不断研究与发展，图像识别技术得到更快的发展，并在检测的实时性和准确性方面有更新的突破，所以将数字滤波器应用在工业缺陷零件的检测上也成为当今一热点课题。 MATLAB既具有结构化的控制语言，又能面向对象编程，语法限制不严格，具有强大的图形功能和功能强大的工具箱。它为数字滤波的研究和应用提供了一个直观、高效、便捷的利器，并且提供了完整的联机查询、帮助系统和比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。 二、国内外研究现状 在数字信号处理中，FIR数字滤波器是最常用的单元之一。数字滤波器精确度高、使用灵活、可靠性高，具有模拟设备所没有的许多优点，已广泛地应用于各个科学技术领域，例如数字电视、语音、通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。随着信息时代数字时代的到来，数字滤波技术已经成为一门及其重要的科学和技术领域。以往的滤波器大多采用模拟电路技术，但是，模拟电路技术存在很多难以解决的问题，例如，模拟电路元件对温度的敏感性，等等。而采用数字技术则避免很多类似的难题，当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。 由于我们所面对的工程问题越来越复杂，过去所依赖分析的技术已逐渐不敷使用。利用电脑来分析及解决工程问题已是当今工程师的必要工具。使用matlab 软件进行科学计算，能够极大加快科研人员进行研究开发的进度，减少在编写程序和开发算法方面所消耗的时间和有限的经费，从而获得最大的效能。 三、研究方案 1、数字滤波器利用离散系统的特性对系统输入信号进行加工和变换，改变输入序列的频谱或信号波形，让有用的频率分量通过，抑制无用的信号分量输出。如果要处理的信号是模拟信号，就可以通过A/D 或者D/A 转换，在信号形式上进行匹配转换，同样可以使用数字滤波器对模拟信号进行滤波。 2、利用MATLAB设计滤波器，随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便的优化滤波器的设计，本设计采用窗函数法和频率采样法来设计。 3、结合实际生产要求，采集工业零件图像，选择已设计出的FIR数字滤波器对图像进行处理，对含有噪声的图像进行去噪和筛选。 4、在图像处理过程中调节滤波器的相关参数，寻求一个物理上可实现的系统函数H(z)，使其频率响应H(z)满足所希望得到的频域指标，即符合给定的通带截止频率、阻带截止频率、通带衰减系数和阻带衰减系数，从而得到理想的效果，同时分析各参数对滤波器的影响。