布莱克曼哈尔窗matlab,基于matlab的布莱克曼窗函数法设计的低通滤波器

【实例简介】

基于matlab的布莱克曼窗函数法设计的低通滤波器

第一章设计要求

1.1基本要求

(1)理解FIR数字低通滤波器的作用及应用领域,掌握布菜克曼窗函数法设计

FIR数字低通滤波器的原理及其在 matlab仿真中的实现方法

(2)掌握 matlab的编程方法;

(3)通过脚本编程或 SIMULINK实现FIR数字LPF;使用布莱克曼窗函数;M-1,

n=[0:1:M-1;Wc=0.2米pi;

(4)完成课程设计报告

1.2提高要求

(1)实现Wc和M均可交的布莱克曼窗

(2)用设计岀的滤波器对声音信号加噪声后进行滤波,对滤波前后信号进行对

比,并在时域和频域进行分别进行分析。

第二章设计原理

2.1FIR滤波器

FIR( Finite Impulse response)滤波器:有限长单位冲激响应滤波器,又称

为非递归型滤波器,是数字信号处理系统中最基本的元件,它可以在保证幅频特

性的冋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。

有限长单位冲激响应(FIR)滤波器有以下特点

(1)、系统的单位冲激响应h(n)在有限个n值处不为零:

(2)、系统函数H(z)在z>0处收敛,极点全部在z=0处(因果系统)

(3)、结构上主要是非递归结构,没有输出到输入的反馈,但有些结构中(例

如频率抽样结构)也包含有反馈的递归部分。

FIR低通滤波器的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、频夲采样法和等波纹最佳逼近法:第二类是最优设计

法。实验采用布莱克曼窗函数法设计。

2.2窗函数设计法

窗函数设计法的基木思路是用FIR低通滤波器逼近希望的滤波特性。设希

望逼近的滤波器的频率响应函数为Hd(e"),其单位脉冲响应用hd(n)表示。其

中

Hd(e/w)=y hd(n e/ wn

hd()=1∫

Hd(elwewndw

WC

hd(n)是无限时宽的,是非因果序列。窗函数设计法就是截取hdan)为有限

长的一段因果序列,并用合适的窗函数进行加权做为FIR低通滤波器的单位脉

冲响应h(n)。

窗口法的设计步骤如下:

(1)、通过傅里叶变换后的理想滤波器的单位脉冲响应hd(n)。

(2)、根据指标选择窗口截止频率Wc和阶数M。

(3)、给定理想频响由Hd(e")和hd(n),加窗得h(n)=w(n)hd(n)

窗函数又包含有多种,包括矩形窗,三角窗,汉明窗,布莱克曼窗等,