FIR滤波器窗函数设计VIP专享

信号分析课题报告 课题名称：FIR 滤波器窗函数设计 姓 名： 吴 科 学 号： 1075190228 FIR 滤波器窗函数设计 引言： 数字滤波器(Digital Filter)是指输入、输出都是离散时间信号，通过一定运算关系改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分的器件。在许多数字信号处理系统中，如图像信号处理等，有限冲激响应（FIR）滤波器是最常用的组件之一，它完成信号预调、频带选择和滤波等功能。FIR 滤波器虽然在截止频率的边沿陡峭性能上不及无限冲激响应（IIR）滤波器，但是却具有严格的线性相位特性，稳定性好，能设计成多通带（或多阻带）滤波器组，所以能够在数字信号处理领域得到广泛的应用。 一、 数字滤波器的分类 （1） 根据系统响应函数的时间特性分为两类 1. FIR（Finite Impu lse Response）数字滤波器网络 0,0[ ][]0,MnkkbnMy nb x nkh nn 其他 特点：不存在反馈支路，其单位冲激响应为有限长。 2. IIR（Infinite Impu lse Response）数字滤波器网络01[ ][][]MNkkkky nb x nka y nk 特点：存在反馈支路，即信号流图中存在环路，其单位冲激响应为无限长。 （2） FIR 数字滤波器IIR 数字滤波器的区别 1. 从性能上来说，IIR 滤波器传递函数包括零点和极点两组可调因素，对极点的惟一限制是在单位圆内。因此可用较低的阶数获得高的选择性，所用的存储单元少，计算量小，效率高。但是这个高效率是以相位的非线性为代价的。选择性越好，则相位非线性越严重。FIR 滤波器传递函数的极点固定在原点，是不能动的，它只能靠改变零点位置来改变它的性能。所以要达到高的选择性，必须用较高的阶数；对于同样的滤波器设计指标，FIR 滤波器所要求的阶数可能比 IIR 滤波器高 5-10 倍，但是 FIR 滤波器可以得到严格的线性相位。 2. 从结构上看，IIR 滤波器必须采用递归结构，极点位置必须在单位圆内，否则系统将不稳定。相反，FIR 滤波器只要采用非递归结构，不论在理论上还是在实际的有限精度运算中都不存在稳定性问题，因此造成的频率特性误差也较小。此外 FIR 滤波器可以采用快速傅里叶变换算法，在相同阶数的条件下，运算速度可以快得多。 3. 从设计工具看，IIR 滤波器可以借助于模拟滤波器的成果，因此一般都有有效的封闭形式的设计公式可供准确计算，计算工作量比较小，对计算工具的要求不高。 从上面的简单比较可以看到 I...