《MATLAB窗函數(shù)法實現(xiàn)FIR的高通帶通和低通濾波器的程序要點》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《MATLAB窗函數(shù)法實現(xiàn)FIR的高通帶通和低通濾波器的程序要點（20頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 MATLAB課程設(shè)計報告 學 院：地球物理與石油資源學院 班 級： 測井（基）11001 姓 名： 大牛啊啊啊 學 號： 班內(nèi)編號： 指導(dǎo)教師： 陳義群 完成日期： 2013年6月3日 一、 題目 FIR濾波器的窗函數(shù)設(shè)計法及性能比較 1. FIR濾波器簡介 數(shù)字濾波器是一種用來過濾時間離散信號的數(shù)字系統(tǒng)，通過對抽樣數(shù)據(jù)進行數(shù)學處理來

2、達到頻域濾波的目的。根據(jù)其單位沖激響應(yīng)函數(shù)的時域特性可分為兩類：無限沖激響應(yīng)（IIR）濾波器和有限沖激響應(yīng)（FIR）濾波器。與IIR濾波器相比，F(xiàn)IR濾波器的主要特點為： a. 線性相位；b.非遞歸運算。 2. FIR濾波器的設(shè)計 FIR濾波器的設(shè)計方法主要有三種：a.窗函數(shù)設(shè)計法；b.頻率抽樣發(fā)；c.最小平法抽樣法； 這里我主要討論在MATLAB環(huán)境下通過調(diào)用信號分析與處理工具箱的幾類窗函數(shù)來設(shè)計濾波器并分析與比較其性能。窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器的一般步驟如下： a. 根據(jù)實際問題確定要設(shè)計的濾波器類型； b. 根據(jù)給定的技術(shù)指標，確定期望濾波器的理想頻率特性； c. 求期望濾

3、波器的單位脈沖響應(yīng)； d. 求數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)； e. 應(yīng)用。 常用的窗函數(shù)有 4. 常用窗函數(shù)的參數(shù) 5. FIR濾波器的MATLAB實現(xiàn)方式 在MATLAB信號分析與處理工具箱中提供了大量FIR窗函數(shù)的設(shè)計函數(shù)，本次用到主要有以下幾種： hanning(N) hanning窗函數(shù)的調(diào)用 hamming(N) hamming窗函數(shù)的調(diào)用 blackman(N) blackman窗函數(shù)的調(diào)用 kaiser(n+1,beta) kaiser窗函數(shù)的調(diào)用 kaiseror

4、d 計算kaiser窗函數(shù)的相關(guān)參數(shù) freqz 求取頻率響應(yīng) filter 對信號進行濾波的函數(shù) 6. 實驗具體步驟 本次實驗分別通過調(diào)用hanning ,hamming ,Blackman,kaiser窗函數(shù)，給以相同的技術(shù)參數(shù)，來設(shè)計低通，帶通，高通濾波器，用上述窗函數(shù)的選擇標準來比較各種窗函數(shù)的優(yōu)劣，并給以一個簡諧波進行濾波處理，比較濾波前后的效果。達到綜合比較的效果。 二、源代碼 1.利用hanning hamming blackman kaiser窗,設(shè)計一個低通FIR fun

5、ction lowpassfilter clc; clear all; Fs=100;%采樣頻率 fp=20;%通帶截止頻率 fs=30;%阻帶起始頻率 wp=2*pi*fp/Fs;%將模擬通帶截止頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器頻率 ws=2*pi*fs/Fs;%將模擬阻帶起始頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器頻率 wn=(wp+ws)/2/pi;%標準化的截止頻率響應(yīng) Bt=ws-wp; N0=ceil(6.2*pi/Bt);%濾波器長度 N=N0+mod(N0+1,2); window1=hanning(N);%使用hanning窗函數(shù) window2=hamming(N);%使用h

6、amming窗函數(shù) window3=blackman(N);%使用blackman窗函數(shù) [n,Wn,beta,ftype]=kaiserord([20 25],[1 0],[0.01 0.01],100); window4=kaiser(n+1,beta);%使用kaiser窗函數(shù) %設(shè)計加窗函數(shù)fir1 b1=fir1(N-1,wn,window1); b2=fir1(N-1,wn,window2); b3=fir1(N-1,wn,window3); b4=fir1(n,Wn/pi,window4 ,'noscale'); %求取頻率響應(yīng) [H1,W1]=freqz

7、(b1,1,512,2); [H2,W2]=freqz(b2,1,512,2); [H3,W3]=freqz(b3,1,512,2); [H4,W4]=freqz(b4,1,512,2); figure(1); subplot(2,2,1),plot(W1,20*log10(abs(H1)));%繪制頻率響應(yīng)圖形 axis([0,1,-100,100]); title('低通hanning窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)'); ylabel('幅值'); subplot(2,2,2),plot(W2,20*log10(abs(H2)));%繪

8、制頻率響應(yīng)圖形 axis([0,1,-100,100]); title('低通hamming窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)'); ylabel('幅值'); subplot(2,2,3),plot(W3,20*log10(abs(H3)));%繪制頻率響應(yīng)圖形 axis([0,1,-100,100]); title('低通blackman窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)'); ylabel('幅值'); subplot(2,2,4),plot(W4,20*log10(abs(H4)));%繪制頻率響應(yīng)圖形 axis([

9、0,1,-100,100]); title('低通kaiser窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)'); ylabel('幅值'); T=1/Fs; L=100;%信號長度 t=(0:L-1)*T;%定義時間范圍和步長 y=sin(2*pi*5*t)+5*sin(2*pi*15*t)+8*sin(2*pi*40*t);%濾波前的圖形 NFFT = 2^nextpow2(L); % Next power of 2 from length of y Y = fft(y,NFFT)/L;%將時域信號變換到頻域 f = Fs/2*linspace(0,1,N

10、FFT/2+1);%頻域采樣 figure(2); plot(f,2*abs(Y(1:NFFT/2+1)));xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude') ;%濾波前頻譜 title('濾波前的頻譜'); %濾波后頻譜 %采用hanning窗濾波器 yy1=filter(b1,1,y);%調(diào)用濾波函數(shù) YY1=fft(yy1,NFFT)/L;%進行傅里葉變換，下同。 f1=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); figure(3); subplot(2,2,1),plot(f1,2*abs(YY1(1:NFFT/2

11、+1))) ;xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); title('hanning窗的濾波效果'); %采用hammning窗濾波器 yy2=filter(b2,1,y); YY2=fft(yy2,NFFT)/L; f1=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); subplot(2,2,2),plot(f1,2*abs(YY2(1:NFFT/2+1))) ;xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); title('hamming窗的濾波效果'); %采用blackma

12、n窗濾波器 yy3=filter(b3,1,y); YY3=fft(yy3,NFFT)/L; f1=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); subplot(2,2,3), plot(f1,2*abs(YY3(1:NFFT/2+1))) ;xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); title('blackman窗的濾波效果'); %采用kaiser窗濾波器 yy4=filter(b4,1,y); YY4=fft(yy4,NFFT)/L; f1=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); subpl

13、ot(2,2,4),plot(f1,2*abs(YY4(1:NFFT/2+1))) ;xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); title('kaiser窗函數(shù)濾波效果'); %濾波前后的信號的時域?qū)Ρ? figure(4); plot(y);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('濾波前振幅特性'); figure(5); subplot(2,2,1),plot(yy1);xlabel('時間/s');ylab

14、el('振幅');title('hanning窗函數(shù)濾波振幅特性'); subplot(2,2,2),plot(yy2);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('hamming窗函數(shù)濾波振幅特性'); subplot(2,2,3),plot(yy3);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('blackman窗函數(shù)濾波振幅特性'); subplot(2,2,4),plot(yy4);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('kaiser窗函數(shù)濾波振幅特性'); %濾波前后的信號的相位對比 figur

15、e(6); plot(angle(Y));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('濾波前的相位特性'); figure(7); subplot(2,2,1),plot(angle(YY1));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('hanning窗函數(shù)濾波相位特性'); subplot(2,2,2),plot(angle(YY2));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('hamming窗函數(shù)濾波相位特性'); subplot(2,2,3),plot(angle(YY3));xlabel('時間

16、/s');ylabel('相位');title('blackman窗函數(shù)濾波相位特性'); subplot(2,2,4),plot(angle(YY4));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('kaiser窗函數(shù)濾波相位特性'); 2.設(shè)計一個hanning hamming blackman kaiser窗函數(shù)bandpass_FIR %設(shè)計一個hanning hamming blackman kaiser窗函數(shù)bandpass_FIR function bandpassfilter Fs=100;%采樣頻率 fp1=15;%通帶下限截止頻率 fp

17、2=20;%通帶上限截止頻率 fs1=10; fs2=25; wp1=2*pi*fp1/Fs;%將通帶下限截止頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器頻率 wp2=2*pi*fp2/Fs;%將通帶上限截止頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器頻率 ws1=2*pi*fs1/Fs;%將通帶下限截止頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器頻率 ws2=2*pi*fs2/Fs;%將通帶上限截止頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器頻率 Bt=wp1-ws1; N0=ceil(6.2*pi/Bt); N=N0+mod(N0+1,2); wn=[(wp1+ws1)/2/pi,(wp2+ws2)/2/pi]; window1=hanning(N);%使用

18、hanning窗函數(shù) window2=hamming(N);%使用hamming窗函數(shù) window3=blackman(N);%使用blackman窗函數(shù) %設(shè)過渡帶寬度為5Hz [n,Wn,beta,ftype]=kaiserord([10 15 20 25],[0 1 0],[0.01 0.01 0.01],100);%求階數(shù)n以及參數(shù)beta window4=kaiser(n+1,beta);%使用kaiser窗函數(shù) %設(shè)計加窗函數(shù)fir1 b1=fir1(N-1,wn,window1); b2=fir1(N-1,wn,window2); b3=fir1(N-1,wn

19、,window3); b4=fir1(n,Wn,window4,'noscale'); %求取頻率響應(yīng) [H1,W1]=freqz(b1,1,512,2); [H2,W2]=freqz(b2,1,512,2); [H3,W3]=freqz(b3,1,512,2); [H4,W4]=freqz(b4,1,512,2); figure(1); subplot(2,2,1),plot(W1,20*log10(abs(H1)));%繪制頻率響應(yīng)圖形 axis([0,1,-100,100]); title('帶通hanning窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)

20、'); ylabel('幅值'); subplot(2,2,2),plot(W2,20*log10(abs(H2)));%繪制頻率響應(yīng)圖形 axis([0,1,-100,100]); title('帶通hamming窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)'); ylabel('幅值'); subplot(2,2,3),plot(W3,20*log10(abs(H3)));%繪制頻率響應(yīng)圖形 axis([0,1,-100,100]); title('帶通blackman窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)'); ylabel('幅值')

21、; subplot(2,2,4),plot(W4,20*log10(abs(H4)));%繪制頻率響應(yīng)圖形 axis([0,1,-100,100]); title('帶通kaiser窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)'); ylabel('幅值'); T=1/Fs; L=100;%信號長度 t=(0:L-1)*T;%定義時間范圍和步長 y=sin(2*pi*5*t)+5*sin(2*pi*15*t)+8*sin(2*pi*40*t);%濾波前的圖形 NFFT = 2^nextpow2(L); % Next power of 2 from lengt

22、h of y Y = fft(y,NFFT)/L;%將時域信號變換到頻域 f = Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);%頻域采樣 figure(2); plot(f,2*abs(Y(1:NFFT/2+1)));xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude') ;%濾波前頻譜 title('濾波前的頻譜'); %濾波后頻譜 %采用hanning窗濾波器 yy1=filter(b1,1,y);%調(diào)用濾波函數(shù) YY1=fft(yy1,NFFT)/L;%進行傅里葉變換，下同。 f1=Fs/2*linspace(0,1,N

23、FFT/2+1); figure(3); subplot(2,2,1),plot(f1,2*abs(YY1(1:NFFT/2+1))) ;xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); title('hanning窗的濾波效果'); %采用hammning窗濾波器 yy2=filter(b2,1,y); YY2=fft(yy2,NFFT)/L; f1=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); subplot(2,2,2),plot(f1,2*abs(YY2(1:NFFT/2+1))) ;xlabel('frequency

24、/Hz');ylabel('Amuplitude'); title('hamming窗的濾波效果'); %采用blackman窗濾波器 yy3=filter(b3,1,y); YY3=fft(yy3,NFFT)/L; f1=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); subplot(2,2,3), plot(f1,2*abs(YY3(1:NFFT/2+1))) ;xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); title('blackman窗的濾波效果'); %采用kaiser窗濾波器 yy4=filter(b4,1,y

25、); YY4=fft(yy4,NFFT)/L; f1=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); subplot(2,2,4),plot(f1,2*abs(YY4(1:NFFT/2+1))) ;xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); title('kaiser窗函數(shù)濾波效果'); %濾波前后的信號的時域?qū)Ρ? figure(4); plot(y);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('濾波前振

26、幅特性'); figure(5); subplot(2,2,1),plot(yy1);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('hanning窗函數(shù)濾波振幅特性'); subplot(2,2,2),plot(yy2);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('hamming窗函數(shù)濾波振幅特性'); subplot(2,2,3),plot(yy3);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('blackman窗函數(shù)濾波振幅特性'); subplot(2,2,4),plot(yy4);xlabel('時間/

27、s');ylabel('振幅');title('kaiser窗函數(shù)濾波振幅特性'); %濾波前后的信號的相位對比 figure(6); plot(angle(Y));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('濾波前的相位特性'); figure(7); subplot(2,2,1),plot(angle(YY1));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('hanning窗函數(shù)濾波相位特性'); subplot(2,2,2),plot(angle(YY2));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title(

28、'hamming窗函數(shù)濾波相位特性'); subplot(2,2,3),plot(angle(YY3));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('blackman窗函數(shù)濾波相位特性'); subplot(2,2,4),plot(angle(YY4));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('kaiser窗函數(shù)濾波相位特性'); 3.分別設(shè)計hanning hamming blackman kaiser窗函數(shù)highpass_FIR function highpassfilter clc; clear all; F

29、s=100;%采樣頻率 fs=35;%高通阻帶模擬截止頻率 fp=40;%高通通帶模擬起始頻率 ws=2*pi*fs/Fs; wp=2*pi*fp/Fs; wn=(wp+ws)/2/pi; Bt=wp-ws; N0=ceil(55*pi/Bt); N=N0+mod(N0+1,2); %調(diào)用窗函數(shù) window1=hanning(N); window2=hamming(N); window3=blackman(N); [n,Wn,beta,ftype]=kaiserord([35,40],[0 1],[0.01 0.01],100); window4=kaiser(n

30、+1,beta); %設(shè)計加窗函數(shù)fir1 b1=fir1(N-1,wn,'high',window1); b2=fir1(N-1,wn,'high',window2); b3=fir1(N-1,wn,'high',window3); b4=fir1(n,Wn,'high',window4 ,'noscale'); %求取頻率響應(yīng) [H1,W1]=freqz(b1,1,512,2); [H2,W2]=freqz(b2,1,512,2); [H3,W3]=freqz(b3,1,512,2); [H4,W4]=freqz(b4,1,512,2); figure(1);

31、subplot(2,2,1),plot(W1,20*log10(abs(H1)));%繪制頻率響應(yīng)圖形 axis([0,1,-100,100]); title('高通hanning窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)'); ylabel('幅值'); subplot(2,2,2),plot(W2,20*log10(abs(H2)));%繪制頻率響應(yīng)圖形 axis([0,1,-100,100]); title('高通hamming窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)'); ylabel('幅值'); subplot(2,2,3),plo

32、t(W3,20*log10(abs(H3)));%繪制頻率響應(yīng)圖形 axis([0,1,-100,100]); title('高通blackman窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)'); ylabel('幅值'); subplot(2,2,4),plot(W4,20*log10(abs(H4)));%繪制頻率響應(yīng)圖形 axis([0,1,-100,100]); title(' 高通kaiser窗的頻率響應(yīng)圖形'); xlabel('頻率（Hz)'); ylabel('幅值'); T=1/Fs; L=100;%信號長度 t=(0:L-1)*T

33、;%定義時間范圍和步長 y=sin(2*pi*5*t)+5*sin(2*pi*15*t)+8*sin(2*pi*40*t);%濾波前的圖形 NFFT = 2^nextpow2(L); % Next power of 2 from length of y Y = fft(y,NFFT)/L;%將時域信號變換到頻域 f = Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);%頻域采樣 figure(2); plot(f,2*abs(Y(1:NFFT/2+1)));xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude') ;%濾波前頻譜 title(

34、'濾波前的頻譜'); %濾波后頻譜 %采用hanning窗濾波器 yy1=filter(b1,1,y);%調(diào)用濾波函數(shù) YY1=fft(yy1,NFFT)/L;%進行傅里葉變換，下同。 f1=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); figure(3); subplot(2,2,1),plot(f1,2*abs(YY1(1:NFFT/2+1))) ;xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); title('hanning窗的濾波效果'); %采用hammning窗濾波器 yy2=filter(b2,1,y);

35、 YY2=fft(yy2,NFFT)/L; f1=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); subplot(2,2,2),plot(f1,2*abs(YY2(1:NFFT/2+1))) ;xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); title('hamming窗的濾波效果'); %采用blackman窗濾波器 yy3=filter(b3,1,y); YY3=fft(yy3,NFFT)/L; f1=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); subplot(2,2,3), plot(f1,2*abs(Y

36、Y3(1:NFFT/2+1))) ;xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); title('blackman窗的濾波效果'); %采用kaiser窗濾波器 yy4=filter(b4,1,y); YY4=fft(yy4,NFFT)/L; f1=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); subplot(2,2,4),plot(f1,2*abs(YY4(1:NFFT/2+1))) ;xlabel('frequency/Hz');ylabel('Amuplitude'); xlabel('frequency/Hz');yl

37、abel('Amuplitude'); title('kaiser窗函數(shù)濾波效果'); %濾波前后的信號的時域?qū)Ρ? figure(4); plot(y);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('濾波前振幅特性'); figure(5); subplot(2,2,1),plot(yy1);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('hanning窗函數(shù)濾波振幅特性'); subplot(2,2,2),plot(yy2);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('hamming窗函數(shù)濾波振幅特性'

38、); subplot(2,2,3),plot(yy3);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('blackman窗函數(shù)濾波振幅特性'); subplot(2,2,4),plot(yy4);xlabel('時間/s');ylabel('振幅');title('kaiser窗函數(shù)濾波振幅特性'); %濾波前后的信號的相位對比 figure(6); plot(angle(Y));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('濾波前的相位特性'); figure(7); subplot(2,2,1),plot(angle(YY1));

39、xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('hanning窗函數(shù)濾波相位特性'); subplot(2,2,2),plot(angle(YY2));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('hamming窗函數(shù)濾波相位特性'); subplot(2,2,3),plot(angle(YY3));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('blackman窗函數(shù)濾波相位特性'); subplot(2,2,4),plot(angle(YY4));xlabel('時間/s');ylabel('相位');title('

40、kaiser窗函數(shù)濾波相位特性'); 三、運行結(jié)果 1.給定的簡諧信號： 圖一：輸入簡諧信號濾波前的頻譜 圖二：輸入簡諧信號濾波前的振幅 圖三：輸入簡諧信號濾波前的相位 2.低通濾波器的設(shè)計 低通濾波器的技術(shù)指標： 采樣頻率 Fs=100Hz；通帶截止頻率 fp=20Hz； 阻帶起始頻率fs=30Hz Hanning Hamming Blackman Kaiser采用相同的技術(shù)指標。以下即是四個窗函數(shù)的頻響圖及對簡諧信號濾波后的效果圖。 圖四 不同低通窗函數(shù)低通濾波器的歸一化頻響圖

41、 圖五 不同窗函數(shù)低通濾波器對信號的濾波后頻率域效果 圖六 不同窗函數(shù)低通濾波器對信號的濾波后時間域效果 圖七 不同窗函數(shù)低通濾波器對信號的濾波后相位變化 由以上濾波后頻率，相位，振幅變化以觀察到：hanning窗 hamming窗及blackman窗的濾波效果基本相當，但三者相比：hamming窗的過渡帶衰減最快，blackman窗旁瓣幅度最小。而kaiser窗只有5Hz信號，15Hz信號被截斷，與設(shè)計要求有出入。 3. 帶通濾波器的設(shè)計 采樣頻率 Fs=100Hz；阻

42、帶截止頻率1：fs1=10Hz；通帶起始頻率1：fp1=15；通帶截止頻率2：fp2=20；阻帶截止頻率2：fs2=25Hz； Hanning Hamming Blackman Kaiser采用相同的技術(shù)指標。以下即是四個窗函數(shù)的頻響圖及對簡諧信號濾波后的效果圖。 圖八 不同帶通窗函數(shù)低通濾波器的歸一化頻響圖 圖九 不同窗函數(shù)帶通濾波器對信號的濾波后頻率域效果 圖十 不同窗函數(shù)帶通濾波器對信號的濾波后時間域振幅效果 圖十一 不同窗函數(shù)帶通濾波器對信號的濾波后相位變化 由濾波后的相位，振幅及頻率譜可看出：四個窗函數(shù)所設(shè)計的

43、帶通濾波器的濾波效果基本相當，但hanning窗對振幅譜有失真。對比圖八可以看出：Blackman窗函數(shù)過渡帶較窄，旁瓣幅度較小。因此，同等情況下，blackman窗函數(shù)設(shè)計帶通濾波器效果較好。 4. 高通濾波器的設(shè)計 高通濾波器的技術(shù)指標： 采樣頻率 Fs=100Hz；阻帶截止頻率 fs=35Hz；通帶起始頻率fp=40Hz Hanning Hamming Blackman Kaiser采用相同的技術(shù)指標。以下即是四個窗函數(shù)的頻響圖及對簡諧信號濾波后的效果圖。 圖十二 不同窗函數(shù)高通濾波器的歸一化頻響圖

44、 圖十三 不同窗函數(shù)高通濾波器對信號的濾波后頻率域效果 圖十四 不同窗函數(shù)高通濾波器對信號的濾波后時間域振幅效果 圖十五 不同窗函數(shù)高通濾波器對信號的濾波后相位變化 由上面濾波后振幅，相位及頻率譜可看出：hanning Blackman窗函數(shù)的振幅及頻率特性有失真。hamming窗的過渡帶較 Kaiser窗函數(shù)要陡，旁瓣幅度要小。但從頻率域與振幅特性上看，kaiser效果較好。因此，設(shè)計高通濾波器kaiser窗濾波效果比較好。 四、總結(jié)體會 信號的分析與處理對我們學習地球物理的學生來說，是一個必須要掌握的知識，它對提高重，磁，

45、電，地震信號信噪比，分辨率極其有用，同時也能用于對測井信號的分析與處理。這也是我選這個題目的原因。結(jié)合已學的《信號分析與處理》課程知識調(diào)用MATLAB信號處理的相關(guān)函數(shù)，通過窗函數(shù)設(shè)計法實現(xiàn)FIR濾波器的設(shè)計。一方面使我更加深刻的理解了窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器的精髓，另一方面也讓我認識到MATLAB功能的強大性，特別是它簡潔的語句，突出的運算能力，豐富的函數(shù)庫以及十分強大的繪圖功能。不過，在做這個題目的過程中，我也遇到的一些困難，比如：kaiserord函數(shù)的調(diào)用方式，F(xiàn)FT傅立葉變換的實現(xiàn)，以及一些語法等細節(jié)方面的問題。通過查閱相關(guān)資料，調(diào)用MATLAB中的HELP功能，咨詢老師等，最后，問題基本得到了解決?？偟膩頃r，程序仍存在一些運算速度，簡潔性及穩(wěn)定性方面的問題。這也是我以后需要進一步學習和加強的地方。