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  • 过程详细,有截图有总结。数字信号处理的fir 数字滤波器实验报告
  • 数字信号处理实验报告-(4)-FIR数字滤波器的设计,有代码,几乎每行都有注释,高清原图,完全能看得懂的那种
  • 项目名称:冷杉(fir) 开发与验证环境 Ubuntu 20.04 其他环境下能否正常运行,未测试过。 介绍 本项目是LuaLaTeX辅助工具集,目前包含封面生成工具。 使用方法 克隆本项目文件后,建议在LaTeX默认宏包、类搜索...
  • DSP实验四IIR和FIR数字滤波器设计及软件实现实验报告.pdf
  • DSP实验四IIR和FIR数字滤波器设计及软件实现实验报告.doc
  • FIR滤波器实验报告

    2013-07-11 15:44:57
    完整的fir滤波器实验报告,有MATLAB程序,能够运行
  • fir数字滤波器设计及matlab使用.doc 数字信号处理课程设计数字信号处理课程设计报告FIR数字滤波器设计及MATLAB实现专业通信工程班级通信1101班组次第9组姓名及学号姓名及学号数字信号处理课程设计第1页组员承担任务...

    41528d3028836879cd698677c3999917.giffir数字滤波器设计及matlab使用.doc

    数字信号处理课程设计数字信号处理课程设计报告FIR数字滤波器设计及MATLAB实现专业通信工程班级通信1101班组次第9组姓名及学号姓名及学号数字信号处理课程设计第1页组员承担任务负责编写基于MATLAB的时域采样理论研究及实现源程序,进行仿真实验,调试、运行,截取实验图形,对实验结果进行分析。深入理解课题含义及设计要求,注意材料收集与整理,对课程设计要求进行最后审核。负责上网查阅或者去图书馆查阅有关课题的资料,并且撰写及修改课程设计的报告,对实验结论的总结,制作课程设计答辩的PPT。指导教师评价意见数字信号处理课程设计第2页目录一、设计目的3二、设计任务3三、设计原理331窗函数法332频率采样法433最优化设计5331等波纹切比雪夫逼近准则5332仿真函数6四、设计过程7五、收获与体会13参考文献13数字信号处理课程设计第3页FIR数字滤波器设计及MATLAB实现一、设计目的FIR滤波器有限长单位冲激响应滤波器,是数字信号处理系统中最基本的元件,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。滤波器设计是根据给定滤波器的频率特性,求得满足该特性的传输函数。二、设计任务FIR滤波器设计的任务是选择有限长度的,使传输函数满足一HNJWHE定的幅度特性和线性相位要求。由于FIR滤波器很容易实现严格的线性相位,所以FIR数字滤波器设计的核心思想是求出有限的脉冲响应来逼近给定的频率响应。设计过程一般包括以下三个基本问题(1)根据实际要求确定数字滤波器性能指标;(2)用一个因果稳定的系统函数去逼近这个理想性能指标;(3)用一个有限精度的运算去实现这个传输函数。三、设计原理FIR滤波器设计的任务是选择有限长度的,使传输函数满足一HNJWHE定的幅度特性和线性相位要求。由于FIR滤波器很容易实现严格的线性相位,所以FIR数字滤波器设计的核心思想是求出有限的脉冲响应来逼近给定的频率响应。设计过程一般包括以下三个基本问题(1)根据实际要求确定数字滤波器性能指标;(2)用一个因果稳定的系统函数去逼近这个理想性能指标;(3)用一个有限精度的运算去实现这个传输函数。31窗函数法设计FIR数字滤波器的最简单的方法是窗函数法,通常也称之为傅立叶级数数字信号处理课程设计第4页法。FIR数字滤波器的设计首先给出要求的理想滤波器的频率响应,设计JWDHE一个FIR数字滤波器频率响应,去逼近理想的滤波响应。然而,JWHEJ窗函数法设计FIR数字滤波器是在时域进行的,因而必须由理想的频率响应推导出对应的单位取样响应,再设计一个FIR数字滤波器的单位取JWDHEDHN样响应去逼近。设计过程如下HNDN(3IDTFWNDTFJJDEHE1)加窗的作用是通过把理想滤波器的无限长脉冲响应乘以窗函数来DHNWN产生一个被截断的脉冲响应,即并且对频率响应进行平滑。DHNWMATLAB工具箱提供的窗函数有矩形窗RECTANGULARWINDOW、三角窗TRIANGULARWINDOW、布拉克曼窗BLACKMANWINDOW、汉宁窗HANNINGWINDOW、海明窗HAMMINGWINDOW、凯塞窗KAISERWINDOW、切比雪夫窗CHEBYSHEVWINDOW。窗函数主要用来减少序列因截断而产生的GIBBS效应。但当这个窗函数为矩形时,得到的FIR滤波器幅频响应会有明显的GIBBS效应,并且任意增加窗函数的长度(即FIR滤波器的抽头数)GIBBS效应也不能得到改善。为了克服这种现象,窗函数应该使设计的滤波器(1)频率特性的主瓣宽度应尽量窄,且尽可能将能量集中在主瓣内;(2)窗函数频率特性的旁瓣Ω趋于Π的过程中,其能量迅速减小为零。32频率采样法频率采样法是从频域出发,根据频域采样定理,对给定的理想滤波器的频率响应加以等间隔的抽样,得到JWHEDHKK0,1,,N12KNJWDDKHE(32)再利用可求得FIR滤波器的系统函数及频率响应。DHZJWE而在各采样点间的频率响应则是其的加权内插函数延伸叠加的结果。但数字信号处理课程设计第5页对于一个无限长的序列,用频率采样法必然有一定的逼近误差,误差的大小取决于理想频响曲线的形状,理想频响特性变换越平缓,则内插函数值越接近理想值,误差越小。为了提高逼近的质量,可以通过在频率相应的过渡带内插入比较连续的采样点,扩展过渡带使其比较连续,从而使得通带和阻带之间变换比较缓慢,以达到减少逼近误差的目的。选取W∈0,2Π内N个采样点的约束条件为(3HKKMM01N3)(1)增大阻带衰减三种方法1)加宽过渡带宽,以牺牲过渡带换取阻带衰减的增加。2)过渡带的优化设计利用线性最优化的方法确定过渡带采样点的值,得到要求的滤波器的最佳逼近(而不是盲目地设定一个过渡带值)。3)增大N。如果要进一步增加阻带衰减,但又不增加过渡带宽,可增加采样点数N。代价是滤波器阶数增加,运算量增加。直接从频域进行设计,物理概念清楚,直观方便;适合于窄带滤波器设计,这时频率响应只有少数几个非零值,但是截止频率难以控制。典型应用用一串窄带滤波器组成多卜勒雷达接收机,覆盖不同的频段,多卜勒频偏可反映被测目标的运动速度;33最优化设计最优化设计方法是指采用最优化准则来设计的方法。在FIRDF的最优化设计中,最优化准则有均方误差最小化准则和等波纹切比雪夫逼近也称最大误差最小化准则两种。实际设计中,只有采用窗函数法中的矩形窗才能满足前一种最优化准则,但由于吉布斯GIBBS效应的存在,使其根本不能满足设计的要求。为了满足设计的要求,可以采用其它的窗函数来消除吉布斯效应,但此时的设计已经不能满足该最优化准则了。因此,要完成FIRDF的最优化设计,只能采用后一种优化准则来实现。数字信号处理课程设计第6页331等波纹切比雪夫逼近准则在滤波器的设计中,通常情况下通带和阻带的误差要求是不一样的。等波纹切比雪夫逼近准则就是通过对通带和阻带使用不同的加权函数,实现在不同频段通常指的是通带和阻带的加权误差最大值相同,从而实现其最大误差在满足性能指标的条件下达到最小值。尽管窗函数法与频率采样法在FIR数滤波器的设计中有着广泛的应用,但两者不是最优化的设计。通常线性相位滤波在不同的频带内逼近的最大容许误差要求不同。等波纹切比雪夫逼近准则就是通过通带和阻带使用不同的加权函数,实现在不同频段通常指的是通带和阻带的加权误差最大值相同,从而实现其最大误差在满足性能指标的条件下达到最小值,即使得和之JWDHEJWE间的最大绝对误差最小。等波纹切比雪夫逼近是采用加权逼近误差,它可以表示为JWEE34JWJWJJDEEWEH其中,为逼近误差加权函数在误差要求高的频段上,可以取较大的J加权值,否则,应当取较小的加权值。尽管按照FIR数字滤波器单位取样响应HN的对称性和N的奇、偶性,FIR数字滤波器可以分为4种类型,但滤波器的频率响应可以写成统一的形式3512JNWJKJWHEEH其中,K∈{0,1},HΩ为幅度函数,且是一个纯实数,表达式也可以写成统一的形式36JWDEQP其中,为Ω的固定函数,为M个

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  • 数字信号处理实验&matlab实现的FIR数字滤波器 数字信号处理 FIR 基于窗函数 matlab实现
  • 1、课题来源实现数字滤波器的方法一般有两种:一种方法是设计专用的数字硬件、专用的数字信号...针对此问题本文采用第二种方法来实现数字滤波器的设计和应用实验,这样较好地解决了实验课程中缺设备或设备不足够...

    1、课题来源

    实现数字滤波器的方法一般有两种:一种方法是设计专用的数字硬件、专用的数字信号处理器或采用通用的数字信号处理器来实现;另一种方法是把滤波器所要完成的运算编成程序并让计算机执行,也就是采用计算机软件来实现。

    但在高校课程教学中,均存在着实验教学设备投资不能满足当前课程教学实验环节的需要。针对此问题本文采用第二种方法来实现数字滤波器的设计和应用实验,这样较好地解决了实验课程中缺设备或设备不足够以及受制实验室环境限制等问题。

    本设计根据 FIR滤波器的设计原理,提出了Matlab环境下FIR滤波器的窗函数法、频率抽样法, Matlab环境为设计FIR滤波器提供了一个可靠而有效的工作平台。Matlab软件以矩阵运算为基础,把计算、可视化及程序设计有机融合到交互式工作环境中,并且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。工程人员可以直观方便地进行科学研究与工程应用。

    2、研究目的和意义

    1.本课题的理论意义

    几乎在所有的工程技术领域中都会涉及到信号的处理问题,其信号表现形式有电、磁、机械以及热、光、声等。信号处理的目的一般是对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等。如何在较强的噪声背景下提取出真正的信号或信号的特征,并将其应用于工程实际是信号处理的首要任务。

    而数字信号处理中一个非常重要且应用普遍的技术就是数字滤波。目前数字滤波器有FIR数字滤波器和IIR数字滤波器两种,IIR数字滤波器的设计方法是利用模拟滤波器成熟的理论及设计图表进行设计的,因而保留了一些典型模拟滤波器优良的幅度特性,但设计中只考虑了幅度特性,没考虑相位特性,所设计的滤波器一般是某种确定的非线性相位特性。为了得到线性相位特性,对IIR滤波器必须另外加相位校正网络,使滤波器设计变得复杂,成本也高,又难以得到严格的线性相位特性。而FIR滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时,很容易做到有严格的线性相位特性,同时为了使FIR数字滤波器的设计更优化,因而研究FIR数字滤波器的优化设计具有重要的理论意义。

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  • 基于FPGA的FIR数字滤波器设计的开题报告
  • 任务书,开题报告,中期检查表,外文翻译,论文15500字,程序,答辩PPT)摘要:本文以数字滤波器的设计与应用为背景,研究了基于MATLAB的IIR滤波器和FIR滤波器的设计,提出了基于滤波器的OFDM雷达回波信号解调方法,并分析...

    基于MATLAB的数字滤波器设计及其在雷达中的应用(matlab程序)(课题申报表,任务书,开题报告,中期检查表,外文翻译,论文15500字,程序,答辩PPT)

    摘要:本文以数字滤波器的设计与应用为背景,研究了基于MATLAB的IIR滤波器和FIR滤波器的设计,提出了基于滤波器的OFDM雷达回波信号解调方法,并分析了方法的性能。

    第一章绪论阐述了研究的背景及意义,介绍了MATLAB编程工具及数字滤波器的基本知识,分析了利用MATLAB设计滤波器的优势,并介绍了论文的主要工作与结构安排。

    第二章分别研究了基于MATLAB的IIR滤波器与FIR滤波器的设计与实现,阐述了设计原理与步骤,并用实例进行详细说明。最后比较了两种滤波器的优缺点,指出了它们适合的应用领域。

    第三章首先介绍了OFDM雷达这种新体制雷达,建立了OFDM雷达回波模型。提出了基于带通滤波器能实现OFDM雷达信号解调的方法,仿真实验证明了方法的有效性。针对OFDM雷达信号的特点提出了正交解调方法,并分析了其性能。

    第四章对全文进行了总结。

    关键词:MATLAB;IIR滤波器;FIR滤波器;OFDM雷达;解调

    Digital Filter and its Design for OFDM Radar Application

    Based on Matlab

    [设计论文网 https://doc163.com]

    ABSTRACT:Based on the design and application of the digital filters as the research background, this dissertation addresses the design of IIR filter and FIR filter using MATLAB. Methods for demodulation of OFDM radar echoes based on filters are proposed. The performances of the methods are analyzed.

    In chapter 1, the background and the significance of the dissertation is presented. It introduces basic information of MATLAB and digital filter, and analyzes the advantages of design filter based on MATLAB. The main content of this dissertation is also presented.

    In chapter 2, the design and realization for IIR and FIR filters based on MATLAB are researched. The design principle and steps are introduced, and several examples are taken to illuminate them. At last, the advantages and disadvantages of IIR and FIR filters are compared. The applications for them are pointed out.

    In chapter 3, the new OFDM radar is introduced and the echo model of OFDM radar is established. A method for demodulation of OFDM radar signals based on band pass filter is proposed, and the simulations are carried out to prove the validity of the method. Aiming at the characteristic of OFDM radar signals, a method based on orthogonal demodulation is proposed, and its performance is analyzed. [毕业设计网 https://Doc163.com]

    Chapter 4 summarizes the dissertation.

    KEY WORDS: MATLAB, IIR filter, FIR filter, OFDM radar, demodulation

    [毕业设计网 https://Doc163.com]

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    目    录

    摘  要    1

    关键词    1

    1  前言    3

    1.1  研究背景及意义    3

    1.2  研究现状    3

    1.2.1  MATLAB简介    3

    1.2.2  数字滤波器    4

    1.2.3  基于MATLAB的数字滤波器设计与实现    6

    1.2.4  OFDM雷达简介    7

    1.3  论文的主要工作与结构安排    9

    [毕业设计论文网 https://www.doc163.com]

    2  基于MATLAB的数字滤波器的设计与实现    11

    2.1  引言    11

    2.2  基于MATLAB的IIR滤波器的设计与实现    11

    2.2.1  设计原理与步骤    11

    2.2.2  设计实例    13

    2.3  基于MATLAB的FIR滤波器的设计与实现    18

    2.3.1  设计原理与步骤    18

    2.3.2  设计实例    20

    2.4  两种滤波器的比较    31

    2.5  本章小结    32

    3  数字滤波器在OFDM雷达中的应用    33

    3.1  引言    33

    3.2  OFDM雷达回波模型    33

    3.3  基于数字滤波器的OFDM雷达信号解调    35

    3.3.1  基于带通滤波器的OFDM雷达信号解调    35

    3.3.2  仿真实验    35

    3.4  OFDM雷达信号的正交解调    39

    3.4.1  正交解调方法    39 [毕业设计网 https://Doc163.com]

    3.4.2  性能分析    40

    3.5  本章小结    43

    4  结束语    43

    4.1  本文的主要工作    43

    4.2  下一步研究工作    44

    参考文献    45

    致   谢    47 [毕业设计网 https://Doc163.com]

    展开全文
  • (1)掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法。 (2)掌握用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器的原理和方法。 (3)掌握FIR滤波器的快速卷积实现原理。 (4)学会调用MATLAB函数设计与实现FIR滤波器。
  • 2、加深对窗函数法设计FIR数字滤波器的基本原理的理解; 3、了解Matlab有关窗函数法设计的子函数以及各种不同窗函数对滤波器性能的影响。 实验原理: 根据上式中的正、负号和长度N取为奇数 或偶数又将线性相位FIR...

    文章目录

    实验目的:

    1、熟悉线性相位FIR滤波器的幅频特性和相频特性;
    2、加深对窗函数法设计FIR数字滤波器的基本原理的理解;
    3、了解Matlab有关窗函数法设计的子函数以及各种不同窗函数对滤波器性能的影响。
    实验原理:
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述
    根据上式中的正、负号和长度N取为奇数
    或偶数又将线性相位FIR滤波器分成四类。 要 根据所设计的滤波特性正确选择其中一类。
    在这里插入图片描述
    对于理想的数字低通滤波器频率响应,有下列子程序实现(程序名为ideallp.m):

    function hd=ideallp(wc,N)
    tao=(N-1)/2;
    n=[0:(N-1)];
    m=n-tao+eps;
    hd=sin(wc*m)./(pi*m);
    

    在这里插入图片描述
    实例:已知某FIR数字低通滤波器截止频率wc=0.2π,滤波器长度N=11,分别用矩形窗、汉 宁窗和布莱克曼窗来设计该滤波器,绘制幅频响应曲线和损耗函数曲线。

    wc=0.2*pi; N=11;
    hd= ideallp(wc,N); % 用wc=0.2*pi的理想低通作为逼近滤波器
    wd1=boxcar(N)' ; b1=hd.*wd1; % 用矩形窗设计:
    wd2=hanning(N)'; b2=hd.*wd2; % 用汉宁窗设计:
    wd3=blackman(N)' ;b3=hd.*wd3; % 用布莱克曼窗设计:
    [H1,w]=freqz(b1,1); % 用矩形窗设计的频率特性
    [H2,w]=freqz(b2,1); % 用汉宁窗设计的频率特性
    [H3,w]=freqz(b3,1); % 用布莱克曼窗设计的频率特性
    subplot(1,2,1), plot(w,abs(H1),w,abs(H2),':',w,abs(H3),'-.');% 绘幅特性
    legend('矩形窗','汉宁窗','布莱克曼窗')
    xlabel('\omega'),ylabel('|H(\omega)|')
    subplot(1,2,2), % 绘分贝幅特性
    plot(w,20*log10(abs(H1)),w,20*log10(abs(H2)),':',w,20*log10(abs(H3)),'-.');
    legend('矩形窗','汉宁窗','布莱克曼窗')
    xlabel('\omega'),ylabel('dB')
    

    在这里插入图片描述

    ————————————————
    freqz()函数
    MATLAB提供了专门用于求离散系统频响特性的函数freqz(),调用freqz()的格式有以下几种:

    (1)[H,w]=freqz(B,A,N); %N默认值为512

    (2)[H,w]=freqz(B,A,N,‘whole’);

    (3)[H,w]=freqz(B,A,[自定义区间]);

    上式中B和A分别对应离散系统的系统函数H(z)的分子、分母多项式的系数向量:

       B=[b1,b2,...];    A=[a1,a2,...];
    

    返回量H则包含了离散系统对应区间内N(N为正整数)个频率等分点的频率响应,w为N个频率等分点的值。

    (1)式调用默认区间 0:pi

    (2)式调用主值区间 -pi:pi

    (3)式自定义区间,如[0:2pi/n:2pi]

    最后利用abs()和angle()函数及plot()函数,即可绘制出系统在频率区间的频响曲线。

    ————————————————

    原文链接:https://blog.csdn.net/machinelearning_er/article/details/79444352

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fir数字滤波器实验报告