4、用凯塞窗设计一FIR低通滤波器,通带边界频率Wp=0.3π,阻带边界频率 Ws=0.5π,阻带衰减δs不小于50dB。
时间: 2024-03-14 09:48:41 浏览: 139
FIR.rar_Kaiser窗函数设计的FIR低通滤波器_kaiser_kaiser function_kaiser窗函数_ka
设计FIR低通滤波器的一般步骤如下:
1. 确定滤波器的通带和阻带边界频率,以及通带和阻带的最大允许衰减量。
2. 根据通带和阻带的边界频率,确定滤波器的截止频率。
3. 选择一种窗函数,如凯塞窗、汉宁窗等,并根据窗函数的特性确定其参数,如凯塞窗需要确定窗函数长度和β值。
4. 根据所选窗函数的参数和滤波器截止频率,计算出滤波器的冲激响应。
5. 对冲激响应进行归一化处理,得到滤波器的系数。
对于本题,通带边界频率为$W_p=0.3\pi$,阻带边界频率为$W_s=0.5\pi$,阻带衰减要求不小于50dB。由于凯塞窗是一种平滑的窗函数,因此可以使用凯塞窗来设计低通滤波器。
根据通带和阻带的边界频率,可以确定滤波器的截止频率为:
$$
W_c=\frac{W_p+W_s}{2}=\frac{0.3\pi+0.5\pi}{2}=0.4\pi
$$
根据阻带衰减的要求,可以选择β值为8.6。
接下来,需要计算凯塞窗的长度,可以使用以下公式:
$$
N=\frac{\delta s-7.95}{14.36(W_s-W_p)}+1
$$
其中,$\delta s$为阻带衰减值,$W_p$和$W_s$为通带和阻带边界频率之差。代入参数,可得:
$$
N=\frac{50-7.95}{14.36\times(0.5\pi-0.3\pi)}+1\approx38
$$
因此,凯塞窗的长度应该为38。
接下来,可以根据凯塞窗的长度和β值,计算出滤波器的冲激响应。冲激响应的计算公式为:
$$
h(n)=\frac{\sin(W_c(n-\frac{N-1}{2}))}{\pi(n-\frac{N-1}{2})}\cdot K(n)
$$
其中,$K(n)$为凯塞窗函数,可以使用以下公式计算:
$$
K(n)=\frac{I_0(\beta\sqrt{1-(\frac{n-\frac{N-1}{2}}{N/2})^2})}{I_0(\beta)}
$$
$I_0(x)$为零阶贝塞尔函数。将参数代入公式,可以得到滤波器的冲激响应$h(n)$。
最后,对冲激响应进行归一化处理,即将所有系数除以系数之和,得到滤波器的系数。
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