《数字信号处理》课程设计报告 题 目 窗函数法设计 FIR 数字低通滤波器 学 院 信息工程学院 专 业 通信工程 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 二 0 一二年十二月 引言 数字化是控制系统的重要发展方向，而数字信号处理已在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天等领域广泛应用。数字信号处理方法通常涉及变换、滤波、频谱分析、编码解码等处理。数字滤波是重要环节，它能满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求，克服模拟滤波器所无法解决的电压和温度漂移以及噪声等问题。而有限冲激响应 FIR 滤波器在设计任意幅频特性的同时能够保证严格的线性相位特性。利用 FPGA 可以重复配置高精度的FIR 滤波器，使用 VHDL 硬件描述语言改变滤波器的系数和阶数，并能实现大量的卷积运算算法。结合MATLAB 工具软件的辅助设计，使得FIR 滤波器具有快速、灵活、适用性强，硬件资源耗费少等特点。 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 滤波器在截 止 频率 的边 沿 陡 峭 性能虽 然 不 及 IIR 滤波器，但 是，考 虑 到FIR 滤波器严格的线性相位特性和不 像 IIR 滤波器存 在稳 定 性的问题，FIR 滤波器能够在数字信号处理领域得到 广泛的应用。FIR 是有限冲激响应（ Finite Impulse Response） 的简 称 。由 线性系统理论 可知 ，在某 种 适度条 件下 ，输 入 到 线性系统的一个 冲击 完 全 可以表 征 系统。当 我 们 处理有限的离 散 数据 时，线形 系统的响应（ 包 括 对冲击 的响应） 也 是有限的。若 线性系统仅 是一个 空间 滤波器，则 通过 简 单 地 观 察 它对冲击 的响应，我 们 就 可以完 全 确 定 该 滤波器。通过 这 种 方式 确 定 的滤波器称 为 有限冲击 响应（ FIR） 滤波器。FIR 滤波器是在数字信号处理（ DSP） 中 经 常使用的两 种 基 本 的滤波器之一。 FIR 滤波器具有严格的相位特性，对于 信号处理和数据 传 输 是很 重要的。目 前 FIR 滤波器的设计方法主 要有三 种 ： 窗 函 数法、频率 取 样 法和切 比 雪 夫 等波纹 逼 近 的最优 化设计方法。常用的是窗 函 数法和切 比 雪 夫 等波纹 逼 近 的最优 化设计方法。 用窗 函 数设 FIR 滤波器的基 本 思 路 ： 从 时域出 发设计 h(...
