數字訊號處理 窗函式法設計線性相位高通濾波器

2021-09-03 03:31:45 字數 1523 閱讀 2535

(1) 根據對過渡帶及阻帶衰減的指標要求,選擇窗函式的型別,並估計視窗長度n。先按照阻帶衰減選擇窗函式型別。原則是在保證阻帶衰減滿足要求的情況下,盡量選擇主瓣窄的窗函式。然後根據過渡帶寬度估計視窗長度n。待求濾波器的過渡帶寬度bt近似等於窗函式主瓣寬度,且近似與視窗長度n成反比。

(2) 構造希望逼近的頻率響應函式hd(ejω),即 

對所謂的「標準窗函式法」,就是選擇hd(ejω)為線性相位理想濾波器(理想低通、理想高通、理想帶通、理想帶阻)。

(3) 計算hd(n)

如果給出待求濾波器的頻響函式為hd(ejω),那麼單位脈衝響應用下式求出:

(如果頻響函式比較複雜,或不能用封閉公式表示,該式不能用於求解hd(n))

(4)加窗得到設計結果h(n)=hd(n)w(n)

(2)(3)(4)通過matlab的乙個命令來實現,即hn=fir1()

% ------要求通帶邊界頻率ωp=pi/2 rad,------%

% ------阻帶截止頻率ωs=pi/4 rad,通帶最大衰減rp=1db,阻帶最小衰減rs=40 db-----% 

clc; clear all; close all; 

% (1) 濾波器的技術指標

wp=pi/2;

ws=pi/4;

rp=1;

rs=40;

bt=wp-ws; % 計算過渡帶寬度

n0=ceil(6.2*pi/bt);

n=n0+mod(n0+1,2); % 確保h(n)長度n是奇數

wc=(wp+ws)/2/pi; % 計算理想高通濾波器通帶截止頻率(關於pi歸一化)

m=n-1; % 濾波器的階數

hn=fir1(m,wc,'high',hanning(n)); % 呼叫fir1計算高通fir數字濾波器的h(n)

% 繪製單位脈衝響應h(n)的波形

n=0:n-1;

subplot(2,2,1);

stem(n,hn,'.','r');

axis([0,30,-0.5,1]);

xlabel('n');ylabel('h(n)');

% 繪製幅頻特性曲線

subplot(2,2,2);

[h,w]=freqz(hn,1); % 如果要畫出h(n)的頻響特性曲線,freqz(hn)或者freqz(hn,1)都可以,預設頻譜是0~pi上的512點

w=w/pi;

plot(w,abs(h));

axis([0,1,-0.1,1.1]);

xlabel('w/pi');ylabel('|hg(w)|');

% 繪製損耗函式的曲線

subplot(2,2,3);

[h,w]=freqz(hn,1);

w=w/pi;

plot(w,20*log10(abs(h)));

axis([0,1,-80,5]);

xlabel('w/pi');ylabel('20lg|hg(w)|');

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