MATLAB R2020b v9.9.0 最新中文版（主文件和crack文件都要下载）
主文件：https://cloud.189.cn/t/URJNzqANVVZr (访问码:5glx)
crack文件：https://lanzoux.com/id738gtevbg
密码:yuzhu
IDM插件：https://lanzoux.com/iKndteqln2b
IDM下载器：https://lanzoux.com/iQn1vg9r4gh
提示：暂不提供百度 盘链接！
Experiment 4 FIR DF design using Window Fourie Series
实验4 FIR数字滤波器设计及软件实现
一、实验安全规则（本实验项目安全注意事项）
1.数字信 处理及DSP应用实验在计算机Matlab上用仿真方式完成，不需要硬件设备，请不要开启计算机桌台上的其它硬件设备；
2.实验可以一人一机单独完成，也可两人一机配合完成，不容许三人一机实验。
二、实验指导
1.实验目的
（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.实验内容、步骤及过程
（1）认真复习教材中用窗函数法和等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器的原理；
（2）调用信 产生函数xtg产生具有加性噪声的信 x(t)，并自动显示x(t)及其频谱如图8.5.1。
（3）请设计低通滤波器，从高频噪声中提取x(t)中的单频调幅信 ，要求信 幅频失真小于0.1 dB，将噪声频谱衰 减60 dB。先观察x(t)的频谱，确定滤波器指标参数。
（4）根据滤波器指标选择合适的窗函数，计算窗函数的长度N，调用MATLAB函数fir1设计一个FIR低通滤波器，并编写程序，调用MATLAB快速卷积函数fftfilt实现对x(t)的滤波。绘图显示滤波器的频率响应特性曲线、滤波器输出信 的幅频特性图和时域波形图。
（5）重复（3），滤波器指标不变，但改用等波纹最佳逼近法，调用MATLAB函数remezord和remez设计FIR数字滤波器。并比较两种设计方法设计的滤波器阶数。
提示： ① MATLAB函数fir1和fftfilt的功能及其调用格式请用help命令查阅；
② 采样频率Fs=1000 Hz，采样周期T=1/Fs；
③ 根据图8.5.1(b)和实验要求，可选择滤波器指标参数：通带截止频率fp=120 Hz，阻带截止频率fs=150 Hz，换算成数字频率，通带截止频率ωp=2πfpT=0.24 π rad， 通带最大衰减为0.1 dB，阻带截止频率ωs=2πfsT=0.3π rad，阻带最小衰减为60 dB。
3.实验数据处理及结论
（1）实验结果截图上传学习通课程作业，对两种设计FIR滤波器的方法（窗函数法和等波纹最佳逼近法）进行分析比较，简述其优缺点。
（2）附程序清单，打印实验内容要求和绘图显示的曲线图。
（3）分析总结实验结果。
（4）简要回答思考题。
三、实验参考
信 产生函数xtg程序清单
function xt=xtg(N)
%实验四信 x(t)产生函数,并显示信 的幅频特性曲线
%xt=xtg 产生一个长度为N,有加性高频噪声的单频调幅信 xt,采样频率Fs=1000 Hz
%载波频率fc=Fs/10=100Hz,调制正弦波频率f0=fc/10=10 Hz
N=2000; Fs=1000; T=1/Fs; Tp=N*T;
t=0: T: (N-1)*T;
fc=Fs/10; f0=fc/10; %载波频率fc=Fs/10, 单频调制信 频率为f0=Fc/10
mt=cos(2*pi*f0*t);%产生单频正弦波调制信 mt, 频率为f0
ct=cos(2*pi*fc*t); %产生载波正弦波信 ct, 频率为fc
xt=mt.*ct; %相乘产生单频调制信 xt
nt=2*rand(1, N)-1; %产生随机噪声nt
%====设计高通滤波器hn, 用于滤除噪声nt中的低频成分, 生成高通噪声====
fp=150; fs=200; Rp=0.1; As=70;% 滤波器指标
fb=[fp, fs]; m=[0, 1];% 计算remezord函数所需参数f, m, dev
dev=[10^(-As/20),(10^(Rp/20)-1)/(10^(Rp/20)+1)];
[n, fo, mo, W]=remezord(fb, m, dev, Fs); % 确定remez函数所需参数
hn=remez(n, fo, mo, W);% 调用remez函数进行设计,用于滤除噪声nt中的低频成份
yt=filter(hn, 1, 10*nt); %滤除随机噪声中低频成分,生成高通噪声yt
%=======================================
xt=xt+yt; %噪声加信
fst=fft(xt, N); k=0: N-1; f=k/Tp;
subplot(3, 1, 1); plot(t, xt); grid;
xlabel(‘t/s’); ylabel(‘x(t)’);
axis([0, Tp/5, min(xt), max(xt)]);
title(‘(a) 信 加噪声波形’)
subplot(3, 1, 2); plot(f, abs(fst)/max(abs(fst)));
grid; title(‘(b) 信 加噪声的频谱’)
axis([0, Fs/2, 0, 1.2]); xlabel(‘f/Hz’);
ylabel(‘幅度’)
滤波器参数及实验程序清单
1.滤波器参数选取
根据8.5.1节实验指导的提示③选择滤波器指标参数：通带截止频率fp=120 Hz， 阻带截止频率fs=150 Hz。代入采样频率Fs=1000 Hz，换算成数字频率，通带截止频率ωp=2πfpT=0.24π rad，通带最大衰减为0.1 dB，阻带截止频ωs=2πfsT=0.3π rad， 阻带最小衰减为60 dB。 所以选取blackman窗函数。与信 产生函数xtg相同，采样频率Fs=1000 Hz。
按照图8.5.2 所示的程序框图编写的实验程序为exp4.m。
2. 实验程序清单
%实验五程序exp4.m
% FIR数字滤波器设计及软件实现
clear all; close all；
%==调用xtg产生信 xt，xt长度N=1000，并显示xt及其频谱=======
N=1000;xt=xtg(N);fp=120;fs=150;Rp=0.2;As=60;Fs=1000;
% 输入给定指标
% (1) 用窗函数法设计滤波器
wc=(fp+fs)/Fs; %理想低通滤波器截止频率(关于pi归一化）
B=2*pi*(fs-fp)/Fs; %过渡带宽度指标
Nb=ceil(11*pi/B); %blackman窗的长度N
hn=fir1(Nb-1,wc,blackman(Nb));
Hw=abs(fft(hn,1024)); % 求设计的滤波器频率特性
ywt=fftfilt(hn,xt,N); %调用函数fftfilt对xt滤波
%以下为用窗函数法设计法的绘图部分（滤波器损耗函数，滤波器输出信 波形）
f=[0:1023]*Fs/1024;
figure(2)
subplot(2,1,1)
plot(f,20*log10(Hw/max(Hw)));grid;title(‘(3) 低通滤波器幅频特性’)
axis([0,Fs/2,-120,20]);
xlabel(‘f/HZ’);ylabel(‘幅度’)
t=[0:N-1]/Fs;Tp=N/Fs;
subplot(2,1,2)
plot(t,ywt);grid;
axis([0,Tp/2,-1,1]);xlabel(‘t/s’);ylabel(‘y_w(t)’);
title(‘(4) 滤波噪声后的信 波形’)
% (2) 用等波纹最佳逼近法设计滤波器
fb=[fp,fs];m=[1,0]; % 确定remezord函数所需参数f,m,dev
dev=[(10^(Rp/20)-1)/(10^(Rp/20)+1),10^(-As/20)];
[Ne,fo,mo,W]=remezord(fb,m,dev,Fs); % 确定remez函数所需参数
hn=remez(Ne,fo,mo,W); % 调用remez函数进行设计
Hw=abs(fft(hn,1024)); % 求设计的滤波器频率特性
yet=fftfilt(hn,xt,N); % 调用函数fftfilt对xt滤波
%以下为用等纹波设计法的绘图部分（滤波器损耗函数，滤波器输出信 波形）
f=[0:1023]*Fs/1024;
figure(3)
subplot(2,1,1)
plot(f,20*log10(Hw/max(Hw)));grid;title(‘(5) 低通滤波器幅频特性’)
axis([0,Fs/2,-80,10]);
xlabel(‘f/HZ’);ylabel(‘幅度’)
%t=[0:N-1]/Fs;Tp=N/Fs;
subplot(2,1,2)
plot(t,yet);grid;
axis([0,Tp/2,-1,1]);xlabel(‘t/s’);ylabel(‘y_e(t)’);
title(‘(6) 滤波噪声后的信 波形’)
实验程序运行结果
用窗函数法设计滤波器， 滤波器长度 Nw=184。 滤波器损耗函数和滤波器输出yw(t)分别如图(a)和（b）所示。
用等波纹最佳逼近法设计滤波器，滤波器长度 Ne=83。 滤波器损耗函数和滤波器输出ye(t)分别如图(c)和（d）所示。
两种方法设计的滤波器都能有效地从噪声中提取信 ，但等波纹最佳逼近法设计的滤波器阶数低得多。当然，滤波实现的运算量以及时延也小得多。
声明：本站部分文章及图片源自用户投稿，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！