頻率采樣設(shè)計帶通濾波器畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計）</b></p><p>　　頻率采樣設(shè)計帶通濾波器</p><p>　　學(xué) 院 名 稱： </p><p>　　專 業(yè) 名 稱： 電子信息工程 </p><p>　　年 級：

2、 </p><p>　　學(xué) 生 學(xué) 號： </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p>

3、<p>　　申 請 日 期： </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p><b>　　1.1數(shù)字濾波器</b></p><p>　　1

4、.1.1數(shù)字濾波器與模擬濾波器工作方式的比較</p><p>　　1.1.2數(shù)字濾波器的分類</p><p>　　1.1.3數(shù)字濾波器的特性</p><p>　　1.1.4數(shù)字濾波器的優(yōu)點、缺點</p><p>　　1.2數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.2.1FIR濾波器的基本結(jié)構(gòu)</p>

5、<p>　　1.2.2IIR濾波器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.3數(shù)字濾波器的研究背景與意義</p><p>　　1.4數(shù)字濾波器的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢</p><p><b>　　1.5本章小結(jié)</b></p><p><b>　　第2章 設(shè)計方案</b></p>&

6、lt;p>　　2.1頻率采樣法設(shè)計帶通濾波器</p><p><b>　　2.1.1設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　2.1.2設(shè)計原理</b></p><p>　　2.1.3設(shè)計的基本思想</p><p>　　2.2窗函數(shù)設(shè)計帶通濾波器</p><p>&

7、lt;b>　　2.2.1設(shè)計原理</b></p><p>　　2.2.2典型窗函數(shù)的介紹</p><p>　　2.2.3設(shè)計FIR濾波器的步驟</p><p>　　2.2.4設(shè)計結(jié)果及分析</p><p><b>　　第3章 設(shè)計實現(xiàn)</b></p><p><b>

8、　　3.1程序代碼</b></p><p>　　3.1.3語音程序：</p><p>　　3.1.2仿真結(jié)果：</p><p>　　3.2帶通濾波器程序</p><p>　　3.2.1仿真結(jié)果：</p><p><b>　　3.3總程序</b></p><p>

9、<b>　　3.3.1仿真結(jié)果</b></p><p><b>　　第4章 小結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　摘要</b></p&

10、gt;<p>　　本文分析了國內(nèi)外數(shù)字濾波技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，介紹了數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)，在分別討論了IIR與FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，指出了傳統(tǒng)的數(shù)字濾波器設(shè)計方法過程復(fù)雜、計算工作量大、濾波特性調(diào)整困難的不足，提出了一種基于Matlab和Modelsim軟件的數(shù)字濾波器設(shè)計方法，完成了高Q值50Hz帶通IIR濾波器的設(shè)計, 達到了通帶45-55Hz，衰減小于3db，阻帶40-60Hz，衰減大于80db的

11、參數(shù)指標(biāo)。文中深入分析了該濾波器系統(tǒng)設(shè)計的功能特點、實現(xiàn)原理以及技術(shù)關(guān)鍵，闡述了使用MATLAB進行帶通濾波器設(shè)計及仿真的具體方法。最后把整個設(shè)計方案用VHDL語言進行了描述并在Modelsim上仿真。Modelsim與Matlab的仿真結(jié)果對比說明該設(shè)計準(zhǔn)確性好，可精確到小數(shù)點后六位，穩(wěn)定后誤差小于萬分之一；可移植性強，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)不同的階數(shù)、精度和速度等要求對IIR 濾波器系數(shù)進行靈活的修改，以實現(xiàn)任意階數(shù)的IIR 濾波器。

12、因此，該設(shè)計方法可靠性好，效率高，極大的減輕了工作量，有利于濾波器設(shè)計的最優(yōu)化。</p><p>　　關(guān)鍵詞 帶通濾波器；FIR；Matlab仿真;</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper analyzes the situation of application and develop

13、ment of digital filter technology home and abroad. It introduces the basic structure of a digital filter, discusses different design methods of FIR and IIR filter, and points out that the traditional design method of dig

14、ital filter is not only complex but also of heavy workload, even adjustment of filtering parametrer is very difficult. So it brings forwad another design method of digital filter which based on the Matlab software and Mo

15、</p><p>　　Key words　digital filter FIR Matlab simulation</p><p><b>　　第1章概述</b></p><p><b>　　1.1數(shù)字濾波器</b></p><p>　　數(shù)字濾波器一詞出現(xiàn)在60年代中期。由于電子計算機技術(shù)和大規(guī)

16、模集成電路的發(fā)展，數(shù)字濾波器已可用計算機軟件實現(xiàn)，也可用大規(guī)模集成數(shù)字硬件實時實現(xiàn)。數(shù)字濾波器是對數(shù)字信號進行濾波處理以得到期望的響應(yīng)特性的離散時間系統(tǒng)。作為一種電子濾波器，數(shù)字濾波器與完全工作在模擬信號域的模擬濾波器不同。數(shù)位濾波器工作在數(shù)字信號域，它處理的對象是經(jīng)由采樣器件將模擬信號轉(zhuǎn)換而得到的數(shù)字信號。</p><p>　　數(shù)字濾波器(digital filter)是指輸入輸出均為數(shù)字信號，通過一定運算關(guān)系

17、改變輸入信號所含頻率成分的相對比例或者濾除某些頻率成分的器件。它工作在數(shù)字信號域，它處理的對象是經(jīng)由采樣器件將模擬信號轉(zhuǎn)換而得到的數(shù)字信號。數(shù)字濾波器一般由寄存器、延時器、加法器和乘法器等基本數(shù)字電路實現(xiàn)。</p><p>　　帶通濾波器是指能通過某一頻率范圍內(nèi)的頻率分量、但將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器，與帶阻濾波器的概念相對。一個模擬帶通濾波器的例子是電阻-電感-電容電路(RLC circuit)

18、。這些濾波器也可以用低通濾波器同高通濾波器組合來產(chǎn)生. </p><p>　　1.1.1數(shù)字濾波器與模擬濾波器工作方式的比較</p><p>　　后者完全依靠電阻、電容、晶體管等電子元件組成的物理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)濾波功能；而前者是通過數(shù)字運算器件對輸入的數(shù)字信號進行運算和處理，從而實現(xiàn)設(shè)計要求的特性。</p><p>　　應(yīng)用數(shù)字濾波

19、器處理模擬信號時，首先須對輸入模擬信號進行限帶、抽樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換。數(shù)字濾波器輸入信號的抽樣率應(yīng)大于被處理信號帶寬的兩倍，其頻率響應(yīng)具有以抽樣頻率為間隔的周期重復(fù)特性，且以折疊頻率即1／2抽樣頻率點呈鏡像對稱。為得到模擬信號，數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù)字信號須經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、平滑。數(shù)字濾波器具有高精度、高可靠性、可程控改變特性或復(fù)用、便于集成等優(yōu)點。數(shù)字濾波器在語言信號處理、圖像信號處理、醫(yī)學(xué)生物信號處理以及其他應(yīng)用領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。</

20、p><p>　　數(shù)字濾波器有低通、高通、帶通、帶阻和全通等類型。它可以是時不變的或時變的、因果的或非因果的、線性的或非線性的。應(yīng)用最廣的是線性、時不變數(shù)字濾波器，以及FIR濾波器。</p><p>　　1.2數(shù)字濾波器的分類</p><p>　　按功能分：低通、高通、帶通、帶阻、全通濾波器</p><p>　　按實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或單位抽樣響應(yīng)分：無

21、限脈沖響應(yīng)濾波器（IIR濾波器）、有限脈沖響應(yīng)濾波器（FIR濾波器）</p><p>　　另外，它還可以被分為線性與非線性、因果與非因果等。</p><p>　　其中，線性時不變的數(shù)字濾波器是最基本的類型；而由于數(shù)字系統(tǒng)可以對延時器加以利用，因此可以引入一定程度的非因果性，獲得比傳統(tǒng)的因果濾波器更靈活強大的特性；相對于IIR濾波器，F(xiàn)IR濾波器有著易于實現(xiàn)和系統(tǒng)絕對穩(wěn)定的優(yōu)勢，因此得到廣泛

22、的應(yīng)用；對于時變系統(tǒng)濾波器的研究則導(dǎo)致了以卡爾曼濾波為代表的自適應(yīng)濾波理論</p><p>　　1.3數(shù)字濾波器的特性</p><p>　　數(shù)字濾波器具有比模擬濾波器更高的精度，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)后者在理論上也無法達到的性能。例如，對于數(shù)字濾波器來說很容易就能夠做到一個 1000Hz 的低通濾波器允許 999Hz 信號通過并且完全阻止 1001Hz 的信號，模擬濾波器無法區(qū)分如此接近的信號。&l

23、t;/p><p>　　數(shù)字濾波器相比模擬濾波器有更高的信噪比。這主要是因為數(shù)字濾波器是以數(shù)字器件執(zhí)行運算，從而避免了模擬電路中噪聲（如電阻熱噪聲）的影響。數(shù)字濾波器中主要的噪聲源是在數(shù)字系統(tǒng)之前的模擬電路引入的電路噪聲以及在數(shù)字系統(tǒng)輸入端的模數(shù)轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的量化噪聲。這些噪聲在數(shù)字系統(tǒng)的運算中可能會被放大，因此在設(shè)計數(shù)字濾波器時需要采用合適的結(jié)構(gòu)，以降低輸入噪聲對系統(tǒng)性能的影響。</p><p&

24、gt;　　數(shù)字濾波器還具有模擬濾波器不能比擬的可靠性。組成模擬濾波器的電子元件的電路特性會隨著時間、溫度、電壓的變化而漂移，而數(shù)字電路就沒有這種問題。只要在數(shù)字電路的工作環(huán)境下，數(shù)字濾波器就能夠穩(wěn)定可靠的工作。</p><p>　　由于奈奎斯特采樣定理（en:Nyquist sampling theorem），數(shù)字濾波器的處理能力受到系統(tǒng)采樣頻率的限制。如果輸入信號的頻率分量包含超過濾波器1/2采樣頻率的分量時，

25、數(shù)字濾波器因為數(shù)字系統(tǒng)的“混疊”而不能正常工作。如果超出1/2采樣頻率的頻率分量不占主要地位，通常的解決辦法是在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之前放置一個低通濾波器（即抗混疊濾波器）將超過的高頻成分濾除。否則就必須用模擬濾波器實現(xiàn)要求的功能。</p><p>　　1.4數(shù)字濾波器的優(yōu)點、缺點</p><p>　　優(yōu)點：數(shù)字濾波器具有高精度、高可靠性、可程控改變特性或復(fù)用應(yīng)用便于集成等。</p>

26、<p>　　缺點：需要占用單片機資源。由于單片機速度和存儲容量都有限，實際應(yīng)用中由于實時性和存儲容量的限制，在普通單片機上要實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字濾波是不太可能和實際的。</p><p>　　1.5數(shù)字濾波器的研究背景與意義</p><p>　　當(dāng)今，數(shù)字信號處理[1] (DSP：Digtal Signal Processing)技術(shù)正飛速發(fā)展，它不但自成一門學(xué)科，更是以不同形式影響和

27、滲透到其他學(xué)科：它與國民經(jīng)濟息息相關(guān)，與國防建設(shè)緊密相連；它影響或改變著我們的生產(chǎn)、生活方式，因此受到人們普遍的關(guān)注。</p><p>　　數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)代信息技術(shù)發(fā)展的大趨勢，而數(shù)字化是智能化和網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，實際生活中遇到的信號多種多樣，例如廣播信號、電視信號、雷達信號、通信信號、導(dǎo)航信號、射電天文信號、生物醫(yī)學(xué)信號、控制信號、氣象信號、地震勘探信號、機械振動信號、遙感遙測信號，等等。上述這些信號大

28、部分是模擬信號，也有小部分是數(shù)字信號。模擬信號是自變量的連續(xù)函數(shù)，自變量可以是一維的，也可以是二維或多維的。大多數(shù)情況下一維模擬信號的自變量是時間，經(jīng)過時間上的離散化(采樣)和幅度上的離散化(量化)，這類模擬信號便成為一維數(shù)字信號。因此，數(shù)字信號實際上是用數(shù)字序列表示的信號，語音信號經(jīng)采樣和量化后，得到的數(shù)字信號是一個一維離散時間序列；而圖像信號經(jīng)采樣和量化后，得到的數(shù)字信號是一個二維離散空間序列。數(shù)字信號處理，就是用數(shù)值計算的方法對數(shù)

29、字序列進行各種處理，把信號變換成符合需要的某種形式。例如，對數(shù)字信號經(jīng)行濾波以限制他的頻帶或濾除噪音和干擾，或?qū)⑺麄兣c其他信號進行分離；對信號進行頻譜分析或功率譜分析以了解信號的頻譜組成，進而對信號進行識別；對信號進行某種變換，使之更適合于傳輸，存儲和應(yīng)用；對信號進行編碼以達到數(shù)據(jù)壓</p><p>　　數(shù)字濾波技術(shù)是數(shù)字信號分析、處理技術(shù)的重要分支[2-3]。無論是信號的獲取、傳輸，還是信號的處理和交換都離不開

30、濾波技術(shù)，它對信號安全可靠和有效靈活地傳輸是至關(guān)重要的。在所有的電子系統(tǒng)中，使用最多技術(shù)最復(fù)雜的要算數(shù)字濾波器了。數(shù)字濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣。</p><p>　　1.6數(shù)字濾波器的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢</p><p>　　在信號處理過程中，所處理的信號往往混有噪音，從接收到的信號中消除或減弱噪音是信號傳輸和處理中十分重要的問題。根據(jù)有用信號和噪音的不同特性，提取有用信號的過程稱為濾

31、波，實現(xiàn)濾波功能的系統(tǒng)稱為濾波器。在近代電信設(shè)備和各類控制系統(tǒng)中，數(shù)字濾波器應(yīng)用極為廣泛，這里只列舉部分應(yīng)用最成功的領(lǐng)域。</p><p><b>　　(1) 語音處理 </b></p><p>　　語音處理是最早應(yīng)用數(shù)字濾波器的領(lǐng)域之一，也是最早推動數(shù)字信號處理理論發(fā)展的領(lǐng)域之一。該領(lǐng)域主要包括5個方面的內(nèi)容：第一，語音信號分析。即對語音信號的波形特征、統(tǒng)計特性、模

32、型參數(shù)等進行分析計算；第二，語音合成。即利用專用數(shù)字硬件或在通用計算機上運行軟件來產(chǎn)生語音；第三，語音識別。即用專用硬件或計算機識別人講的話，或者識別說話的人；第四，語音增強。即從噪音或干擾中提取被掩蓋的語音信號。第五，語音編碼。主要用于語音數(shù)據(jù)壓縮，目前已經(jīng)建立了一系列語音編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)，大量用于通信和音頻處理。近年來，這5個方面都取得了不少研究成果，并且，在市場上已出現(xiàn)了一些相關(guān)的軟件和硬件產(chǎn)品，例如，盲人閱讀機、啞人語音合成器、口

33、授打印機、語音應(yīng)答機，各種會說話的儀器和玩具，以及通信和視聽產(chǎn)品大量使用的音頻壓縮編碼技術(shù)。</p><p><b>　　(2) 圖像處理</b></p><p>　　數(shù)字濾波技術(shù)以成功地應(yīng)用于靜止圖像和活動圖像的恢復(fù)和增強、數(shù)據(jù)壓縮、去噪音和干擾、圖像識別以及層析X射線攝影，還成功地應(yīng)用于雷達、聲納、超聲波和紅外信號的可見圖像成像。</p><p

34、><b>　　(3) 通信</b></p><p>　　在現(xiàn)代通信技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，幾乎沒有一個分支不受到數(shù)字濾波技術(shù)的影響。信源編碼、信道編碼、調(diào)制、多路復(fù)用、數(shù)據(jù)壓縮以及自適應(yīng)信道均衡等，都廣泛地采用數(shù)字濾波器，特別是在數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)通信、圖像通信、多媒體通信等應(yīng)用中，離開了數(shù)字濾波器,幾乎是寸步難行。其中，被認為是通信技術(shù)未來發(fā)展方向的軟件無線電技術(shù)，更是以數(shù)字濾波技術(shù)為基礎(chǔ)。<

35、/p><p><b>　　(4) 電視</b></p><p>　　數(shù)字電視取代模擬電視已是必然趨勢。高清晰度電視的普及指日可待，與之配套的視頻光盤技術(shù)已形成具有巨大市場的產(chǎn)業(yè)；可視電話和會議電視產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代。視頻壓縮和音頻壓縮技術(shù)所取得的成就和標(biāo)準(zhǔn)化工作，促成了電視領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，而數(shù)字濾波器及其相關(guān)技術(shù)是視頻壓縮和音頻壓縮技術(shù)的重要基礎(chǔ)。</p>

36、<p><b>　　(5) 雷達</b></p><p>　　雷達信號占有的頻帶非常寬，數(shù)據(jù)傳輸速率也非常高，因而壓縮數(shù)據(jù)量和降低數(shù)據(jù)傳輸速率是雷達信號數(shù)字處理面臨的首要問題。告訴數(shù)字器件的出現(xiàn)促進了雷達信號處理技術(shù)的進步。在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)中，數(shù)字信號處理部分是不可缺少的，因為從信號的產(chǎn)生、濾波、加工到目標(biāo)參數(shù)的估計和目標(biāo)成像顯示都離不開數(shù)字濾波技術(shù)。雷達信號的數(shù)字濾波器是當(dāng)今十分

37、活躍的研究領(lǐng)域之一。</p><p><b>　　(6) 聲納</b></p><p>　　聲納信號處理分為兩大類，即有源聲納信號處理和無源聲納信號處理，有源聲納系統(tǒng)涉及的許多理論和技術(shù)與雷達系統(tǒng)相同。例如，他們都要產(chǎn)生和發(fā)射脈沖式探測信號，他們的信號處理任務(wù)都主要是對微弱的目標(biāo)回波進行檢測和分析，從而達到對目標(biāo)進行探測、定位、跟蹤、導(dǎo)航、成像顯示等目的，他們要應(yīng)用到

38、的主要信號處理技術(shù)包括濾波、門限比較、譜估計等。</p><p>　　(7) 生物醫(yī)學(xué)信號處理 </p><p>　　數(shù)字濾波器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用日益廣泛，如對腦電圖和心電圖的分析、層析X射線攝影的計算機輔助分析、胎兒心音的自適應(yīng)檢測等。</p><p><b>　　(8) 音樂</b></p><p>　　數(shù)字濾波器為音樂

39、領(lǐng)域開辟了一個新局面，在對音樂信號進行編輯、合成、以及在音樂中加入交混回響、合聲等特殊效果特殊方面，數(shù)字濾波技術(shù)都顯示出了強大的威力。數(shù)字濾波器還可用于作曲、錄音和播放，或?qū)εf錄音帶的音質(zhì)進行恢復(fù)等。</p><p>　　(9) 其他領(lǐng)域[5]</p><p>　　數(shù)字濾波器的應(yīng)用領(lǐng)域如此廣泛，以至于想完全列舉他們是根本不可能的，除了以上幾個領(lǐng)域外，還有很多其他的應(yīng)用領(lǐng)域。例如，在軍事上被

40、大量應(yīng)用于導(dǎo)航、制導(dǎo)、電子對抗、戰(zhàn)場偵察；在電力系統(tǒng)中被應(yīng)用于能源分布規(guī)劃和自動檢測；在環(huán)境保護中被應(yīng)用于對空氣污染和噪聲干擾的自動監(jiān)測，在經(jīng)濟領(lǐng)域中被應(yīng)用于股票市場預(yù)測和經(jīng)濟效益分析，等等。</p><p><b>　　1.7本章小結(jié)</b></p><p>　　數(shù)字濾波器精確度高、使用靈活、可靠性高，具有模擬設(shè)備所沒有的許多優(yōu)點，已廣泛地應(yīng)用于各個科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,

41、例如數(shù)字電視、語音、通信、雷達、聲納、遙感、圖像、生物醫(yī)學(xué)以及許多工程應(yīng)用領(lǐng)域。隨著信息時代數(shù)字時代的到來，數(shù)字濾波技術(shù)已經(jīng)成為一門極其重要的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域。以往的濾波器大多采用模擬電路技術(shù)，但是，模擬電路技術(shù)存在很多難以解決的問題，例如，模擬電路元件對溫度的敏感性，等等。而采用數(shù)字技術(shù)則避免很多類似的難題，當(dāng)然數(shù)字濾波器在其他方面也有很多突出的優(yōu)點，在前面部分已經(jīng)提到，這些都是模擬技術(shù)所不能及的，所以采用數(shù)字濾波器對信號進行處理是目前

42、的發(fā)展方向。</p><p><b>　　第2章設(shè)計方案</b></p><p>　　2.1利用頻率采樣法設(shè)計帶通濾波器</p><p>　　2.1.1設(shè)計內(nèi)容:</p><p>　　基于MATLAB結(jié)合FFT和IFFT，利用頻率采樣法設(shè)計FIR數(shù)字帶通濾波器，然后用自己設(shè)計的濾波器對采集的加噪后的語音信號進行濾波，并將

43、濾波前后的信號進行比較，回放語音信號。</p><p>　　2.1.2頻率采樣法設(shè)計原理</p><p>　　FIR濾波器的單位脈沖響應(yīng)是有限長的（），其z變換為的（N-1）階多項式：</p><p>　　可得FIR濾波器的系統(tǒng)差分方程：</p><p>　　因此，F(xiàn)IR濾波器又稱為卷積濾波器。FIR濾波器的頻率響應(yīng)表達式為：</p&g

44、t;<p>　　信號通過FIR濾波器不失真條件是在通帶內(nèi)具有恒定的幅頻特性和相位線性特性。理論上可以證明：當(dāng)FIR濾波器的系數(shù)滿足下列中心對稱件： 時，濾波器設(shè)計在逼近平直幅頻特性的同時，還能獲得嚴格的線性相位特性。線性相位FIR濾波器的相位滯后和群延遲在整個頻帶上是相等且不變的。對于一個N階的線性相位FIR濾波器，群延遲為常數(shù)，即濾波后的信號簡單地延遲常數(shù)個時間步長。這一特性使通帶頻域內(nèi)信號通過濾波器后仍保持原有波形形狀

45、而無相位失真。</p><p>　　FIR濾波器設(shè)計的方法很多，如窗函數(shù)法、頻率采樣法以及其他的各種優(yōu)化設(shè)計方法，本次課程設(shè)計使用頻率采樣法設(shè)計FIR帶通濾波器。</p><p>　　頻率采樣法是從頻域出發(fā)。因為有限長序列h(n)又可用其離散傅立葉變換H(k)來唯一表示，H(k)與所要求的FIR濾波器系統(tǒng)函數(shù)Hd(z)之間存在著頻率取樣關(guān)系。即Hd(z)在Z平面單位圓上按角度等分的取樣值等

46、于Hd(k)的各相應(yīng)值，就以此Hd(k)值作為實際FIR數(shù)字濾波器頻率特性的取樣值H(k),或者說H(k)正是所要求的頻率響應(yīng)H(ejw)的N各等間隔的取樣值。</p><p>　　頻率采樣法就是根據(jù)頻域采樣理論，由濾波特性指標(biāo)構(gòu)造希望逼近的濾波器頻響函數(shù)Hd(ejω)，對其在[0,2π]上采樣得到:</p><p>　　然后，就可求出單位脈沖響應(yīng)h(n)，或是系統(tǒng)函數(shù)H(z)。這樣， h

47、(n)或是H(z)就是濾波器的設(shè)計結(jié)果。</p><p>　　2.1.3頻率取樣法設(shè)計的基本思想</p><p>　　把給出的理想頻率響應(yīng)進行取樣，通過IDFT從頻譜樣點直接求得有限脈沖響應(yīng)。其設(shè)計過程如下</p><p>　　頻率取樣法的關(guān)鍵是正確確定數(shù)字頻域系統(tǒng)函數(shù)H(k)在Ω∈[0，2 π ]內(nèi)的N 個樣點，其約束條件為</p><p>

48、;　　H(k)=H(N-k)</p><p>　　?（m）=- ?(N-m) 0≤k≤N-1</p><p>　　頻率采樣法的優(yōu)點是可以在頻域直接設(shè)計，并且適合最優(yōu)化設(shè)計；缺點是采樣頻率只能等于的整數(shù)倍，因而不能確保截止頻率的自由取值，要想實現(xiàn)自由地選擇截止頻率，必須增加采樣點數(shù)N，但是這又使計算量加大。</p><p>　　2.2利用窗函數(shù)法設(shè)計FIR帶通

49、數(shù)字濾波器</p><p>　　2.2.1窗函數(shù)設(shè)計原理</p><p>　　設(shè)希望逼近的濾波器頻率響應(yīng)函數(shù)</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　（2） </p><p>　　由于通常以理想濾波器作為，其幅度特性逐段恒定，在邊界頻率處有不連續(xù)點，因而是無

50、限時寬的，且是非因果序列。為了構(gòu)造一個長度為N的第一類線性相位FIR濾波器，就只能將截取一段，并保證截取的一段關(guān)于 偶對稱。設(shè)截取的一段用表示，即</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中，是一個矩形序列，長度為N，當(dāng)取值為時，截取的一段關(guān)于偶對稱，保證所設(shè)計的濾波器具有線性相位。但是用一個有限長的序列 替代，肯定會引起誤差，表現(xiàn)在頻域就是

51、吉布斯效應(yīng)。該效應(yīng)引起渡帶加寬及通帶和阻帶波動，尤其使阻帶的衰減減小，從而滿足不了技術(shù)上的要求，由于這種效應(yīng)是由于將直接截斷引起的，所以又稱為截斷效應(yīng)。</p><p>　　在（3）式中，就是對無限長序列的截斷作用，可以形象地把看做是一個窗口，則是從窗口看到的一段序列，所以稱為用矩形窗對進行加窗處理。</p><p>　　2.2.2典型窗函數(shù)的介紹</p><p>

52、　　由截斷引起的吉布斯效應(yīng)會直接影響濾波器性能，直觀上，增加矩形窗的長度N可以減小這種效應(yīng)的影響，但是，增大N只能增大過渡帶的寬度，而無法減小帶內(nèi)波動以及增大阻帶衰減。要想使得帶內(nèi)波動減小，阻帶衰減增大，就只能從窗函數(shù)形狀上找解決的辦法，因此對于阻帶衰減不同的濾波器，其窗函數(shù)也要不同，以下只介紹五種窗函數(shù)。</p><p>　　矩形窗（Retangle Window）</p><p>&l

53、t;b>　?。?）</b></p><p><b>　　其幅度函數(shù)為</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　三角形窗（Bartlett Window）</p><p><b>　　(6)</b></p><

54、p><b>　　其頻譜函數(shù)為</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　其幅度函數(shù)為</b></p><p><b>　　(8)</b></p><p>　　漢寧窗（Hanning Window）——升余弦窗&l

55、t;/p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　?。?0）</b></p><p><b>　　當(dāng)N>>1時，</b></p><p><b>　　（11）</b></p><p>　　哈明窗（Ham

56、ming Window）——改進的余升弦窗</p><p><b>　?。?2）</b></p><p><b>　　其頻譜函數(shù)為</b></p><p><b>　?。?3）</b></p><p><b>　　其幅度函數(shù)為</b></p>

57、<p><b>　?。?4）</b></p><p>　　當(dāng)N>>1時，其可近似表示為</p><p><b>　　（15）</b></p><p>　　布萊克曼窗（Blackman Window）</p><p><b>　?。?6）</b></

58、p><p><b>　　其頻譜函數(shù)為</b></p><p><b>　?。?7）</b></p><p><b>　　其幅度函數(shù)為</b></p><p><b>　?。?8）</b></p><p>　　2.2.3用窗函數(shù)法設(shè)計FI

59、R濾波器的步驟</p><p>　　1、根據(jù)對阻帶衰減及過渡帶的指標(biāo)要求，選擇窗函數(shù)的類型，并估計窗口長度N,先按照阻帶衰減選擇窗函數(shù)的類型。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數(shù)然后根據(jù)過渡帶寬度估計窗口長度N。</p><p>　　構(gòu)造希望逼近的頻率響應(yīng)函數(shù) ，即</p><p><b>　?。?9）</b></

60、p><p>　　3、計算。如果給出待求濾波器的頻響函數(shù)為，那么單位沖擊響應(yīng)為 </p><p><b>　?。?0）</b></p><p>　　也可對從到采樣M點采樣M個點，采樣值為,，進行M點IDFT，得到：</p><p><b>　?。?1）</b></p><p>　

61、　根據(jù)頻域采樣理論，與應(yīng)滿足如下關(guān)系：</p><p><b>　　(22)</b></p><p>　　因此，如果M選得較大，可以保證在窗口內(nèi)有效逼近。</p><p>　　4、加窗得到設(shè)計結(jié)果：。</p><p><b>　　第3章設(shè)計實現(xiàn)</b></p><p>　　3

62、.1原始語音的時域和頻譜圖</p><p><b>　　圖一</b></p><p>　　圖一為原始語音的時域和頻域圖：語音信號采樣頻率為44100HZ；(注：為了讓信號不失真，采樣頻率大于信號頻率的2倍。)</p><p><b>　　3.2帶通濾波器圖</b></p><p><b>

63、　　圖二</b></p><p>　　圖二為帶通濾波器圖：通帶為0.35π到0.65π，阻帶下截止為0.2π，上截止為0.8π；</p><p>　　3.3未加噪聲和調(diào)制加入噪聲后的語音信號時域圖和頻域圖</p><p><b>　　圖三</b></p><p>　　圖三為未加噪聲和調(diào)制加入噪聲后的語音信號時

64、域圖和頻域圖：d=0.03*abs(max(x))*[cos(2*pi*22000*t)]'; 噪聲為22000Hz的余弦信號</p><p>　　3.4未加噪聲和調(diào)制加入噪聲后的語音信號時域圖和頻域圖</p><p><b>　　圖四</b></p><p>　　圖四為未加噪聲和調(diào)制加入噪聲后的語音信號時域圖和頻域圖：d=0.03*a

65、bs(max(x))*[cos(2*pi*22000*t)]'; 噪聲為22000Hz的余弦信號</p><p>　　3.5濾波器濾除噪聲之后的信號時域和頻域波形。</p><p><b>　　圖五</b></p><p>　　圖五為經(jīng)過濾波器濾除噪聲之后的信號時域和頻域波形。</p><p><b>

66、　　3.6調(diào)試分析</b></p><p>　　3.6.1、語音部分：</p><p>　　我們先利用電腦自帶的錄音筒錄了一段語音，語音的采樣頻率是44100HZ，然后用MATLAB編寫程序進行測試，對其進行時域和頻域的分析，得到圖一。</p><p>　　3.6.2、帶通濾波器：</p><p>　　所要設(shè)計的基于MATLAB的

67、頻率采樣法的FIR帶通濾波器的參數(shù)是通帶為0.35π到0.65π，阻帶下截止為0.2π，上截止為0.8π。在正式設(shè)計濾波器之前，我認真、仔細地查閱了很多資料，并參考了濾波器設(shè)計等應(yīng)用圖書，最終經(jīng)過不斷調(diào)試、修改得到了符合要求的仿真程序，在這個過程中，出現(xiàn)了不少困難和問題：首先，在對話音信號進行時域和頻譜分析時沒有對話音信號取單通道，由于矩陣大小不一致致使在運算中始終得不到正確結(jié)果，調(diào)試無法通過。 起初對濾波器的通帶和阻帶的上下截止頻率的

68、設(shè)置和加噪后語音信號的中心頻率出現(xiàn)了偏差，不能很完美地濾掉噪聲。此外，由于濾波器是根據(jù)相對頻率設(shè)計的，再根據(jù)ω=Ω*Τ轉(zhuǎn)換到模擬頻率，當(dāng)語音信號的采樣頻率變化時，濾波器的通帶相應(yīng)的發(fā)生改變，而在更換語音信號時忘記了這一點，以至于對有些語音信號不能達到消噪的目的而苦惱不解。當(dāng)然，在整個過程中，由于不細心出現(xiàn)了各種小問題，最終在老師的指導(dǎo)下一一糾正。</p><p>　　3.6.3、加噪聲過程：</p>

69、<p>　　根據(jù)語音信號的中心頻率和頻譜分布情況，將話音信號調(diào)制到中心頻率為11025HZ的載波上，再加入高頻噪聲，噪聲為22000Hz的余弦信號。原先所加的噪聲頻率在語音信號的的頻帶內(nèi)，不利于帶通濾波器的濾波處理，這樣就會導(dǎo)致濾波器無法濾除和語音信號相混雜的噪聲，達不到濾波的效果，經(jīng)過查閱資料之后之后，將噪聲改為高頻信號。</p><p><b>　　第二節(jié) 運行結(jié)果：</b>

70、</p><p><b>　　N =</b></p><p><b>　　34</b></p><p><b>　　rp =</b></p><p><b>　　0.1155</b></p><p><b>　　rs =&

71、lt;/b></p><p><b>　　33</b></p><p>　　第三節(jié) 結(jié)果分析</p><p>　　第二節(jié)為源程序執(zhí)行結(jié)果，根據(jù)結(jié)果可知濾波器階數(shù)N為34，實際通帶衰減、實際阻帶衰減分別為0.1155dB、33dB，均符合設(shè)計濾波器的數(shù)字指標(biāo)，輸出結(jié)果還得出了實際脈沖響應(yīng)。與此同時，根據(jù)波形可以看出濾波器相頻特性為線性，

72、滿足FIR線性相位，根據(jù)幅度衰減波形可以看出是帶通濾波器，可知，所得結(jié)果符合設(shè)計要求，滿足設(shè)計指標(biāo)，所得濾波器設(shè)計正確。</p><p><b>　　第4小結(jié)</b></p><p>　　頻率采樣法設(shè)計帶通濾波器相對來說比較簡單，但是阻帶失真衰減很大，增加采樣點數(shù)N不能改善阻帶最小衰耗。改善阻帶衰耗的唯一辦法是加寬過渡帶。</p><p>　　

73、頻率采樣法特別適用于設(shè)計窄帶選頻濾波器。因為這時只有少數(shù)幾個非零值的，計算量大為降低。但由于頻率抽樣點的分布必須符合一定規(guī)律，在規(guī)定通、阻帶截止頻率方面不夠靈活。比如當(dāng)截止頻率不是整數(shù)倍時會產(chǎn)生較大逼近誤差，因而該方法的應(yīng)用不及窗口法普遍。</p><p>　　課程設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)。本次課程設(shè)計的題目是基于頻域抽樣法的FIR數(shù)字帶通濾波器設(shè)計，

74、通過仔細閱讀課本相關(guān)章節(jié)和借閱MATLAB教程書籍，為實際設(shè)計打好了理論基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，通過自己動手設(shè)計完成了課程設(shè)計要求。</p><p>　　通過這次課設(shè)，我們更進一步理解數(shù)字濾波器設(shè)計原理，學(xué)會了數(shù)字濾波器設(shè)計的方法和一般步驟，能夠獨立設(shè)計一個數(shù)字濾波器，實現(xiàn)了把理論知識轉(zhuǎn)化為實際動手能力的過程。我還從本次課程設(shè)計中體會到了MATLAB軟件的強大功能，了解到它在各種工程計算中的重要作用，為我以后進一步學(xué)習(xí)

75、打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　當(dāng)然這次課程設(shè)計也暴露了我的一些問題，比如學(xué)習(xí)程序設(shè)計教程不夠快，數(shù)字信號處理基礎(chǔ)不夠扎實，雖然MATLAB使用的語言和語法都繼承于C語言，但還是花了不少時間學(xué)習(xí)其中的函數(shù)，最后才能把課程設(shè)計順利完成。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　劉令普.數(shù)字信號處理[M].哈爾濱

76、：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2002。 </p><p>　　2 鄧重一.濾波器的過去、現(xiàn)在與未來[J].世界電子元器件.2003，13(4)：48～49</p><p>　　3 鄧重一.濾波技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國儀器儀表.2004，(02)：1～4</p><p>　　4 Oppenheim A V,Schafer R W.Digital signal

77、processing[M].Englewood Cliffs,NJ：Prentice-Hall,1975。</p><p>　　6 王世一.數(shù)字信號處理[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2005。</p><p>　　7 李行一.數(shù)字信號處理[M].重慶：重慶大學(xué)出版社,2002。</p><p>　　8 劉正士，王勇，陳恩偉，葛運建.一種數(shù)字濾波器的設(shè)計方法

78、及其應(yīng)用[J].中國機械工程.2006，17(1)：88～91</p><p>　　9 丁磊，潘貞存，叢偉.基于MATLAB信號處理工具箱的數(shù)字濾波器設(shè)計與仿真[J].繼電器. 2003, 31 (9)：49～51</p><p>　　10 張亞妮，基于MATLAB的數(shù)字濾波器設(shè)計[J]，遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報 2005.24(5)：716～718</p><p>

79、;　　11 劉波.MATLAB信號處理[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006。</p><p>　　12 劉衛(wèi)國，陳昭民，張穎.Matlab程序設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2002。</p><p>　　13郭仕劍.matlab7.x數(shù)字信號處理[M].北京:人民郵電出版社,2006.12</p><p>　　14陳懷琛.數(shù)字信號處理教程--Matlab

80、釋義與實現(xiàn)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.12</p><p>　　15顏允圣.數(shù)字信號處理器--體系結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.6</p><p>　　16薛年喜.Matlab在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002</p><p>　　17高西全,丁玉美.數(shù)字信號處理[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2

81、008.8</p><p>　　18 基于Matlab的FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)[C].李洋洋，江亮亮編著.黑龍江：信息科學(xué)，2008.</p><p>　　19]趙剛. 基于數(shù)字濾波器設(shè)計的討論[ J ]. 南開大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) , 2003 (3) : 101 - 103.</p><p><b>　　附錄</b></p&

82、gt;<p><b>　　語音程序：</b></p><p>　　filename='111';</p><p>　　[s,fs,nbits]=wavread(filename);</p><p>　　sound(s,fs,nbits); %回放語音信號</p><p>　　n = leng

83、th (s) ; %求出語音信號的長度</p><p>　　t=0:1/fs:(n-1)/fs;</p><p>　　Y=fft(s); %傅里葉變換</p><p><b>　　figure(1)</b></p><p>　　subplot(2,1,1);plot(s);title('原始信號

84、波形');grid on</p><p>　　subplot(2,1,2);plot(abs(Y));title('原始信號頻譜')</p><p>　　sound(s,fs);</p><p><b>　　grid on</b></p><p>　　3.2帶通濾波器程序：</p>

85、<p><b>　　N=40;</b></p><p>　　alfa=(40-1)/2;</p><p><b>　　k=0:N-1;</b></p><p>　　w1=(2*pi/N)*k;</p><p>　　T1=0.109021; T2=0.59417456;</p>

86、<p>　　hrs=[zeros(1,5),T1,T2,ones(1,7),T2,T1,zeros(1,9),T1,T2,ones(1,7),T2,T1,zeros(1,4)];</p><p>　　hdr=[0,0,1,1,0,0]; wd1=[0,0.2,0.35,0.65,0.8,1];</p><p>　　k1=0:floor((N-1)/2); k2=flo

87、or((N-1)/2)+1:N-1;</p><p>　　angH=[-alfa*(2*pi)/N*k1,alfa*(2*pi/N*(N-k2))];</p><p>　　H=hrs.*exp(j*angH);</p><p>　　h=real(ifft(H));</p><p>　　[db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(

88、h,1);</p><p>　　[Hr,ww,a,L] =Hr_Type2(h);</p><p>　　subplot(2,2,1)</p><p>　　plot(w1(1:21)/pi,hrs(1:21),'o',wd1,hdr)</p><p>　　axis([0,1,-0.1,1.1]);</p><

89、p>　　title('帶通：N=40，T1=0.109021， T2=0.59417456')</p><p>　　ylabel('Hr(k)');</p><p>　　set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.35,0.65,0.8,1])</p&

90、gt;<p>　　set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0,0.059,0.109,1]);</p><p>　　grid %繪制帶網(wǎng)格的圖像</p><p>　　subplot(2,2,2); </p><p>　　stem(k,h);</p>&l

91、t;p>　　axis([-1,N,-0.4,0.4])</p><p>　　title('脈沖響應(yīng)'); ylabel('h(n)'); text(N+1,-0.4,'n')</p><p>　　subplot(2,2,3); plot(ww/pi,Hr,w1(1:21)/pi,hrs(1:21),'o');</

92、p><p>　　axis([0,1,-0.1,1.1]);title('振幅響應(yīng)')</p><p>　　xlabel('頻率 （單位：pi）'); ylabel('Hr(w)')</p><p>　　set(gca,'XTickMode','manual','XTick',

93、[0,0.2,0.35,0.65,0.8,1]);</p><p>　　set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0,0.059,0.109,1]);</p><p><b>　　grid</b></p><p>　　subplot(2,2,4); plot(w/

94、pi,db); axis([0,1,-100,10]);</p><p><b>　　grid</b></p><p>　　title('幅度響應(yīng)');xlabel('頻率 （單位：pi）'); ylabel('分貝')</p><p>　　set(gca,'XTickMode',

95、'manual','XTick',[0,0.2,0.35,0.65,0.8,1])</p><p>　　set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-60;0]);</p><p>　　set(gca,'YTickLabelMode','manual

96、9;,'YTickLabels',[60;0]);</p><p><b>　　總程序：</b></p><p>　　%設(shè)計一個通帶為0.35π到0.65π，阻帶下截止為0.2π，上截止為0.8π</p><p><b>　　Clear;</b></p><p><b>　

97、　N=40;</b></p><p>　　alfa=(40-1)/2;</p><p><b>　　k=0:N-1;</b></p><p>　　w1=(2*pi/N)*k;</p><p>　　T1=0.109021; T2=0.59417456;</p><p>　　hrs=[ze

98、ros(1,5),T1,T2,ones(1,7),T2,T1,zeros(1,9),T1,T2,ones(1,7),T2,T1,zeros(1,4)];</p><p>　　hdr=[0,0,1,1,0,0]; wd1=[0,0.2,0.35,0.65,0.8,1];</p><p>　　k1=0:floor((N-1)/2); k2=floor((N-1)/2)+1:N-1;&

99、lt;/p><p>　　angH=[-alfa*(2*pi)/N*k1,alfa*(2*pi/N*(N-k2))];</p><p>　　H=hrs.*exp(j*angH);</p><p>　　h=real(ifft(H));</p><p>　　[db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(h,1);</p>&l

100、t;p>　　[Hr,ww,a,L] =Hr_Type2(h);</p><p><b>　　figure(1)</b></p><p>　　subplot(2,2,1)</p><p>　　plot(w1(1:21)/pi,hrs(1:21),'o',wd1,hdr)</p><p>　　axis(

101、[0,1,-0.1,1.1]);</p><p>　　title('帶通：N=40，T1=0.109021， T2=0.59417456')</p><p>　　ylabel('Hr(k)');</p><p>　　set(gca,'XTickMode','manual','XTick'

102、,[0,0.2,0.35,0.65,0.8,1])</p><p>　　set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0,0.059,0.109,1]);</p><p>　　grid %繪制帶網(wǎng)格的圖像</p><p>　　subplot(2,2,2); </p><

103、;p>　　stem(k,h);</p><p>　　axis([-1,N,-0.4,0.4])</p><p>　　title('脈沖響應(yīng)'); ylabel('h(n)'); text(N+1,-0.4,'n')</p><p>　　subplot(2,2,3); plot(ww/pi,Hr,w1(1:21)

104、/pi,hrs(1:21),'o');</p><p>　　axis([0,1,-0.1,1.1]);title('振幅響應(yīng)')</p><p>　　xlabel('頻率 （單位：pi）'); ylabel('Hr(w)')</p><p>　　set(gca,'XTickMode',&

105、#39;manual','XTick',[0,0.2,0.35,0.65,0.8,1]);</p><p>　　set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0,0.059,0.109,1]);</p><p><b>　　grid</b></p>&l

106、t;p>　　subplot(2,2,4); plot(w/pi,db); axis([0,1,-100,10]);</p><p><b>　　grid</b></p><p>　　title('幅度響應(yīng)');xlabel('頻率 （單位：pi）'); ylabel('分貝')</p><p&g

107、t;　　set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.35,0.65,0.8,1])</p><p>　　set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-60;0]);</p><p>　　set(gca,'YT

108、ickLabelMode','manual','YTickLabels',[60;0]);</p><p>　　[s,fs,nbits]=wavread('sj.wav');%信號de 取樣頻率為44100HZ</p><p><b>　　x=s(:,1);</b></p><p>　　s

109、ound(x,fs);</p><p>　　L=length(x);</p><p>　　f=fs*(0:L-1)/L;</p><p>　　t=0:1/fs:(L-1)/fs; %將所加噪聲信號的點數(shù)調(diào)整到與原始信號相同</p><p>　　d=0.03*abs(max(x))*[cos(2*pi*22000*t)]'; %噪聲為5

110、00和3300Hz的余弦信號</p><p>　　dz=[cos(2*pi*11025*t)]';</p><p><b>　　xd=x.*dz;</b></p><p><b>　　xz=xd+d;</b></p><p>　　sound(xz,fs); %播放加噪聲后的語音信號</

111、p><p>　　X=fft(x); %求信號的頻譜</p><p>　　XD=fft(xd); %信號調(diào)制后的頻譜</p><p>　　XZ=fft(xz);</p><p><b>　　figure(2)</b></p><p>　　subplot(3,1,1);plot(t,x)</p&g

112、t;<p>　　title('未加噪的信號'); xlabel('time s');ylabel('幅度 ');</p><p>　　subplot(3,1,2);plot(t,xd)</p><p>　　title('調(diào)制后的信號'); xlabel('time s');ylabel('

113、幅度 ');</p><p>　　subplot(3,1,3);plot(t,xz)</p><p>　　title('調(diào)制加噪后的信號'); xlabel('time n');ylabel('fuzhi n');</p><p><b>　　figure(3)</b></p>

114、<p>　　subplot(3,1,1);</p><p>　　plot(f,abs(X));</p><p>　　title('原始語音信號頻譜');</p><p>　　xlabel('頻率（單位：Hz）');</p><p>　　ylabel('幅度');</p>

115、<p>　　subplot(3,1,2);</p><p>　　plot(f,abs(XD));</p><p>　　title('調(diào)制后的信號頻譜');</p><p>　　xlabel('頻率（單位：Hz）');</p><p>　　ylabel('幅度');</p>

116、;<p>　　subplot(3,1,3);</p><p>　　plot(f,abs(XZ));</p><p>　　title('加噪后的信號頻譜');</p><p>　　xlabel('頻率（單位：Hz）');</p><p>　　ylabel('幅度');</p&g

117、t;<p>　　y = fftfilt(h,xd);</p><p><b>　　Y=fft(y);</b></p><p>　　sound(3*y,fs);</p><p><b>　　figure(4)</b></p><p>　　subplot(2,1,1);plot(t,3*y

118、)</p><p>　　title('濾波后的信號'); xlabel('time s');ylabel('幅度');</p><p>　　subplot(2,1,2);plot(f,abs(Y));</p><p>　　title('濾波后的信號頻譜'); xlabel('頻率（單位：Hz）&

119、#39;);ylabel('幅度');</p><p>　　窗函數(shù)設(shè)計帶通濾波器 </p><p>　　wpl=0.4*pi;wpu=0.6*pi;</p><p>　　wsl=0.2*pi;wsu=0.8*pi;</p><p>　　Bt=min((wpl-wsl),(wsu-wpu));

120、 %過渡帶寬</p><p>　　N=ceil(6.6*pi/Bt)+1</p><p>　　n=0:1:N-1;</p><p>　　a=(N-1)/2;</p><p>　　wcl=(wsl+wpl)/2;</p><p>　　wcu=(wsu+wpu)/2;</p><p>　　hd

121、=(sin(wcu*(n-a))-sin(wcl*(n-a)))./(pi*(n-a)); %理想脈沖響應(yīng)</p><p>　　wn=0.54-0.46*cos(2*pi*n/(N-1)); %hamming窗時域函數(shù)</p><p>　　h=hd.*wn; %實際沖擊&

122、lt;/p><p>　　[H,w]=freqz(h,1); %h頻率響應(yīng)</p><p>　　db=20*log10(abs(H)/max(abs(H)));</p><p>　　dw=2*pi/1000; %頻率分辨率</p><p>