FIR 数字滤波器设计及软件实现
FIR 数字滤波器是一种常用的数字信号处理技术,用于滤除信号中的噪声和干扰信号。在本实验中,我们将学习如何使用窗函数法和等波纹最正确逼近法设计 FIR 数字滤波器,并使用 MATLAB 实现滤波器的设计和实现。
知识点一:FIR 数字滤波器设计原理
FIR 数字滤波器的设计原理基于窗函数法和等波纹最正确逼近法。窗函数法通过选择合适的窗函数,来确定滤波器的频率响应特性。等波纹最正确逼近法则通过使用 Remez Exchange algorithm 来确定滤波器的频率响应特性。
知识点二:窗函数法设计 FIR 数字滤波器
窗函数法设计 FIR 数字滤波器的步骤如下:
1. 确定滤波器的频率响应特性,包括通带截止频率、阻带截止频率和衰减率。
2. 选择合适的窗函数,例如 Kaiser 窗函数或 Hamming 窗函数。
3. 计算窗函数的长度 N。
4. 使用 MATLAB 函数 fir1 设计 FIR 数字滤波器。
知识点三:等波纹最正确逼近法设计 FIR 数字滤波器
等波纹最正确逼近法设计 FIR 数字滤波器的步骤如下:
1. 确定滤波器的频率响应特性,包括通带截止频率、阻带截止频率和衰减率。
2. 使用 Remez Exchange algorithm 确定滤波器的频率响应特性。
3. 使用 MATLAB 函数 remezord 和 remez 设计 FIR 数字滤波器。
知识点四:MATLAB 实现 FIR 数字滤波器
MATLAB 是一个强大的数值计算软件,可以用于实现 FIR 数字滤波器的设计和实现。使用 MATLAB,我们可以调用 funkciones 例如 fir1、remezord 和 remez 来设计 FIR 数字滤波器,并使用 fftfilt 函数来实现滤波器的快速卷积。
知识点五:实验程序实现
实验程序框图如下所示:
1. 信号产生函数 xtg,用于生成具有加性噪声的信号 xt。
2. 使用窗函数法或等波纹最正确逼近法设计 FIR 数字滤波器。
3. 使用 MATLAB 函数 fftfilt 实现滤波器的快速卷积。
4. 绘图显示滤波器的频响特性曲线、滤波器输出信号的幅频特性图和时域波形图。
本实验旨在掌握 FIR 数字滤波器设计的原理和方法,并使用 MATLAB 实现滤波器的设计和实现。