数字信号处理实验5-FIR数字滤波器设计与软件实现

实验五：FIR 数字滤波器设计与软件实现一、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.二、实验内容及步骤：（1）仔细复习第七章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)调用信号产生函数 xtg 产生具有加性噪声的信号 xt，并自动显示 xt 及其频谱，如图 1 所示；图 1 具有加性噪声的信号 x(t）及其频谱如图（3）请设计低通滤波器，从高频噪声中提取 xt 中的单频调幅信号，要求信号幅频失真小于 0。1dB,将噪声频谱衰减 60dB。先观察 xt 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 xt 的滤波.绘图显示滤波器的频响特性曲线、滤波器输出信号的幅频特性图和时域波形图.（4）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。友情提示:MATLAB 函数 fir1 和 fftfilt 的功能及其调用格式请查阅本课本；采样频率 Fs=1000Hz，采样周期 T=1/Fs；根据图 10.6.1（b）和实验要求，可选择滤波器指标参数：通带截止频率 fp=120Hz，阻带截至频率fs=150Hz，换算成数字频率，通带截止频率,通带最大衰为 0。1dB，阻带截至频率，阻带最小衰为 60dB。］实验程序框图如图 2 所示。图 2 实验程序框图三、实验程序:1、信号产生函数 xtg 程序清单:%xt=xtg(N) 产生一个长度为 N，有加性高频噪声的单频调幅信号 xt,采样频率 Fs=1000Hz%载波频率 fc=Fs/10=100Hz,调制正弦波频率 f0=fc/10=10Hz.function xt=xtgN=1000；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，单频调制信号频率为 f0=Fc/10；mt=cos（2*pi*f0＊t)； %产生单频正弦波调制信号 mt，频率为 f0ct=cos（2*pi＊fc＊t); ％产生载波正弦波信号 ct，频率为 fcxt=mt。＊ct; %相乘产生单频调制信号 xtnt=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=120...