課程設(shè)計名稱：信號分析與處理課程設(shè)計課程設(shè)計題目：用窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器初始條件：Matlab6.5以上版本軟件；課程設(shè)計輔導(dǎo)資料：“Matlab語言根底及使用入門〞、“信號與系統(tǒng)〞、“數(shù)字信號處理原理與實現(xiàn)〞、“Matlab及在電子信息課程中的應(yīng)用〞等；先修課程：信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、Matlab應(yīng)用實踐及信號處理類課程等。要求完成的主要任務(wù)：〔包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求〕課程設(shè)計時間：1周；課程設(shè)計內(nèi)容：用窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器，具體包括：用窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器根本方法，各種窗函數(shù)的應(yīng)用、比擬、選擇，線性相位FIR濾波器的設(shè)計等；本課程設(shè)計統(tǒng)一技術(shù)要求：研讀輔導(dǎo)資料對應(yīng)章節(jié)，對選定的設(shè)計題目進(jìn)行理論分析，針對具體設(shè)計局部的原理分析、建模、必要的推導(dǎo)和可行性分析，畫出程序設(shè)計框圖，編寫程序代碼〔含注釋〕，上機(jī)調(diào)試運行程序，記錄實驗結(jié)果〔含計算結(jié)果和圖表〕，并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)，按要求進(jìn)行實驗演示和辯論等；課程設(shè)計說明書按學(xué)?！罢n程設(shè)計工作標(biāo)準(zhǔn)〞中的“統(tǒng)一書寫格式〞撰寫，具體包括：目錄；與設(shè)計題目相關(guān)的理論分析、歸納和總結(jié)；與設(shè)計內(nèi)容相關(guān)的原理分析、建模、推導(dǎo)、可行性分析；程序設(shè)計框圖、程序代碼〔含注釋〕、程序運行結(jié)果和圖表、實驗結(jié)果分析和總結(jié)；課程設(shè)計的心得體會〔至少500字〕；參考文獻(xiàn)〔不少于5篇〕；其它必要內(nèi)容等。時間安排：1周〔第18周〕周一在圖書館和上網(wǎng)查資料周二確定大概的設(shè)計方案周三看懂別人寫過的精彩例子周四自己用matlab編寫課程設(shè)計周五調(diào)試程序和向別人請教周六課程設(shè)計辯論附——具體設(shè)計內(nèi)容：用矩形窗設(shè)計一個FIR線性相位數(shù)字低通濾波器，。求出并畫出幅頻響應(yīng)特性曲線。用三角形窗設(shè)計一個FIR線性相位數(shù)字低通濾波器，；要求畫出濾波器的曲線。用布萊克曼窗設(shè)計一個FIR線性相位相移的數(shù)字帶通濾波器設(shè)。試求出的表達(dá)式，并畫出曲線?；贔IR窗函數(shù)濾波器的設(shè)計(1)矩形窗FIR濾波器設(shè)計clearall;N=21;Wc=pi/2;%理想低通濾波器設(shè)計(怎樣設(shè)計理想高通、帶通、帶阻濾波器？)alpha=(N-1)/2;n=[0:(N-1)];m=n-alpha+eps;hd=Wc/pi*sin(Wc*m)./(pi*m);%hd=(sin(pi*m)-sin(Wc*m))./(pi*m);B=boxcar(N);%矩形窗string=['Boxcar','N=21',num2str(N)];h=hd.*(B)';%加窗截取%以上過程可直接調(diào)用FIR1實現(xiàn)%wc=Wc/pi;%頻率歸一化%h=fir1(N-1,wc,boxcar(N));[H,m]=freqz(h,[1],1024,'whole');%頻率響應(yīng)mag=abs(H);db=20*log10((mag+eps)/max(mag));pha=angle(H);figure(1);stem(B);axis([-22501]);grid;xlabel('n');title('三角窗函數(shù)');figure(2);n=0:N-1;stem(n,h,'.')axis([0N-1-0.10.3])holdonn=0:N-1;x=zeros(N);plot(n,x,'-')holdoffxlabel('n')ylabel('h(n)')title('實際低通濾波器的h(n)')text(0.3*N,0.27,string)figure(3);plot(m/pi,db)axis([01-1005])xlabel('w/pi')ylabel('dB')title('幅頻衰減特性')gridonfigure(4);plot(m,pha)holdonn=0:7;x=zeros(8);plot(n,x,'-')holdoffaxis([03.15-44])xlabel('頻率(rad)')ylabel('相位(rad)')title('相頻特性')figure(5);plot(m,mag)axis([03.1500.6])xlabel('頻率W(rad)')ylabel('幅值')title('幅頻特性')text(0.9,1.2,string)(2)三角窗函數(shù)FIR濾波器設(shè)計clearall;N=51;Wc=pi/2;%理想低通濾波器設(shè)計(怎樣設(shè)計理想高通、帶通、帶阻濾波器？)alpha=(N-1)/2;n=[0:(N-1)];m=n-alpha+eps;hd=Wc/pi*sin(Wc*m)./(pi*m);%hd=(sin(pi*m)-sin(Wc*m))./(pi*m);B=bartlett(N);%矩形窗string=['Boxcar','N=',num2str(N)];h=hd.*(B)';%加窗截取%以上過程可直接調(diào)用FIR1實現(xiàn)%wc=Wc/pi;%頻率歸一化%h=fir1(N-1,wc,boxcar(N));[H,m]=freqz(h,[1],1024,'whole');%頻率響應(yīng)mag=abs(H);db=20*log10((mag+eps)/max(mag));pha=angle(H);figure(1);stem(B);axis([05201]);grid;xlabel('n');title('三角窗函數(shù)');figure(2);n=0:N-1;stem(n,h,'.')axis([0N-1-0.10.3])holdonn=0:N-1;x=zeros(N);plot(n,x,'-')holdoffxlabel('n')ylabel('h(n)')title('實際低通濾波器的h(n)')text(0.3*N,0.27,string)figure(3);plot(m/pi,db)axis([01-501])xlabel('w/pi')ylabel('dB')title('幅頻衰減特性')gridonfigure(4);plot(m,pha)holdonn=0:7;x=zeros(8);plot(n,x,'-')holdoffaxis([03.15-44])xlabel('頻率(rad)')ylabel('相位(rad)')title('相頻特性')figure(5);plot(m,mag)axis([03.1500.6])xlabel('頻率W(rad)')ylabel('幅值')title('幅頻特性')text(0.9,1.2,string)(3)布拉克曼窗函數(shù)FIR濾波器設(shè)計wls=0.2*pi;wlp=0.35*pi;whp=0.65*pi;wc=[wlp/pi,whp/pi];B=wlp-wls;N=51;n=0:N-1;window=blackman(N);[h1,w]=freqz(window,1);figure(1);stem(window);xlabel('n');title('blackman窗函數(shù)');figure(2);plot(w/pi,20*log(abs(h1)/abs(h1(1))));grid;xlabel('w/pi');ylabel('幅度(dB)');title('blackman窗函數(shù)的頻譜');hn=fir1(N-1,wc,blackman(N));[h2,w]=freqz(hn,1,512);figure(3);stem(n,hn);xlabel('n');ylabel('h(n)');title('blackman窗函數(shù)的單位脈沖響應(yīng)');figure(4);plot(w/pi,20*log(abs(h2)/abs(h2(1))));gr