实验五 FIR 数字滤波器设计与软件实现
程序代码:
function xt=xtg
%实验五信号 x(t)产生函数,并显示信号的幅频特性曲线
%xt=xtg 产生一个长度为 N,有加性高频噪声的单频调幅信号 xt,N=2000,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.
N=2000;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 f0
ct=cos(2*pi*fc*t);
%产生载波正弦波信号 ct,频率为 fc
xt=mt.*ct;
%相乘产生单频调制信号 xt
nt=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=150; fs=200;Rp=0.1;As=70;
% 滤波器指标
fb=[fp,fs];m=[0,1];
dev=[10^(-As/20),(10^(Rp/20)-1)/(10^(Rp/20)+1)];
% 计算 remezord 函数所需参数 f,m,dev
[n,fo,mo,W]=remezord(fb,m,dev,Fs);
% 确定 remez 函数所需参数
hn=remez(n,fo,mo,W);
% 调用 remez 函数进行设计,用于滤除噪声 nt 中的低频成分
yt=filter(hn,1,10*nt);
%================================================================
%滤除随机噪声中低频成分,生成高通噪声 yt
%噪声加信号
xt=xt+yt;
fst=fft(xt,N);k=0:N-1;f=k/Tp;
subplot(3,1,1);plot(t,xt);grid;xlabel('t/s');ylabel('x(t)');
axis([0,Tp/5,min(xt),max(xt)]);title('(a) 信号加噪声波形')
subplot(3,1,2);plot(f,abs(fst)/max(abs(fst)));grid;title('(b) 信号加噪的
频谱')
axis([0,Fs/2,0,1.2]);xlabel('f/Hz');ylabel('幅度')
fp=120; fs=150;Rp=0.2;As=60;Fs=1000; %输入给定指标
%(1)用窗函数法设计滤波器
wc=(fp+fs)/Fs; %理想低通滤波器截止频率
B=2*pi*(fs-fp)/Fs; %过渡带宽指标
Nb=ceil(11*pi/B); %blackman 窗的长度 N
hn=fir1(Nb-1,wc,blackman(Nb));
Hw=abs(fft(hn,1024)); %求设计滤波器的频谱特性
ywt=fftfilt(hn,xt,N); %调用函数 fftfilt 对 xt 滤波
%以下为用窗函数法设计的绘图部分
f=[0:1023]*Fs/1024;
figure(2)
subplot(2,1,1)
plot(f,20*log10(Hw/max(Hw)));grid;%绘制 Hw 曲线
title('(a)低通滤波器幅频特性')
axis([0,Fs/2,-120,20]);
xlabel('f/Hz');ylabel('幅度') ;
Tp=N/Fs;
subplot(2,1,2);
plot(t,ywt);grid; %绘制 ywt 曲线
axis([0,Tp/2,-1,1]);xlabel('t/s');ylabel('y_w(t)');
title('(b)清除噪声后的信号波形')