Matlab结合窗函数法设计数字带通FIR滤波器

课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 通信工程 指导教师： 工作单位： 信息工程学院 题 目:利用 Matlab 仿真软件系统结合窗函数法设计一个数字带通 FIR 滤波器初始条件： 1.《数字信号处理》基本理论知识2.《信号与系统》基本理论知识3.MATLAB 编程基础知识4.装有 MATLAB 的 PC 机要求完成的主要任务: 利用 MATLAB 仿真软件系统结合窗函数法设计一个数字带通 FIR 滤波器时间安排：第 20 周理论设计、实验室安装调试，地点： 鉴主 15 楼通信实验室一序号 阶段内容 所需时间1 方案设计 1 天2 软件设计 2 天3 系统仿真 1 天4 答辩 1 天总计 5 天指导教师签名： 年 月 日系主任(或责任教师)签名： 年 月 日目录目录 .中文摘要 1Abstract 21 MATLAB 的概况 32 MATLAB 结合窗函数设计法原理 43 各类窗函数简介 73.1 基本窗函数 .73.1.1 矩形窗函数 .73.1.2 三角窗 73.2 广义余弦窗 .83.2.1 汉宁窗(升余弦窗) 94 方案设计与论证 .104.1 程序设计法 115 窗函数仿真结果分析 .135.1 汉宁窗函数仿真结果 .135.2 汉宁窗函数仿真结果分析 .156 总结与体会 167 参考文献 17中文摘要现代图像、语声、数据通信对线性相位的要求是普遍的。正是此原因，使得具有线性相位的 FIR 数字滤波器得到大力发展和广泛应用。在实际进行数字信号处理时，往往需要把信号的观察时间限制在一定的时间间隔内，只需要选择一段时间信号对其进行分析。这样，取用有限个数据，即将信号数据截断的过程，就等于将信号进行加窗函数操作。而这样操作以后，常常会发生频谱分量从其正常频谱扩展开来的现象，即所谓的“频谱泄漏” 。当进行离散傅立叶变换时，时域中的截断是必需的，因此泄漏效应也是离散傅立叶变换所固有的，必须进行抑制。而要对频谱泄漏进行抑制，可以通过窗函数加权抑制 DFT 的等效滤波器的振幅特性的副瓣，或用窗函数加权使有限长度的输入信号周期延拓后在边界上尽量减少不连续程度的方法实现。而在后面的 FIR 滤波器的设计中，为获得有限长单位取样响应，需要用窗函数截断无限长单位取样响应序列。另外，在功率谱估计中也要遇到窗函数加权问题。由此可见，窗函数加权技术在数字信号处理中的重要地位。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。本文介绍了一种利用 MATLAB 信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。本文给出了使用 MATLAB 语言进行程序设计和利用信号处理工具箱的 FDA Tool工具进行界面设计的方法。利用 MATLAB 设计滤波器，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。AbstractA modern image, Voice and data communications to the linear phase requirement is universal. It is for this reason, making a linear phase FIR digital filters are to develop and widely used.In practice, digital signal processing, they often need to observe the time limit for the signal in a certain time interval, only need to select a period of time to analyze the signals. In this way, access to a finite number of data about the process of signal data truncation is equivalent to the signal, the additional window function operation. And this after the operation, often occur from the normal component of the spectrum spread spectrum open to the phenomenon of so-called “spectral leakage.“ When it comes to discrete Fourier trans, the time domain truncation is necessary, therefore, leakage effects are also inherent in discrete Fourier trans, and must be inhibited. But would like to suppress the spectral leakage can be inhibited by the weighted window function equivalent DFT filter amplitude characteristics of side-lobe, or the weighted window function so that the limited length of the extension of the signal cycle, after the border to minimize the degree of discontinuity The of implementation. In the back of the FIR filter design, in order to obtain finite sampling units to respond to the need to truncate the infinite length window function with unit sampling response sequence. In addition, power spectrum estimation problem also encountered in the weighted window function. Thus, the weighted windows function in digital signal processing in an important position. Conventional digital filter design process is complex, computing workload, difficulties in adjustment of filt