胥开芳 张登高

【摘要】在DSP环境下用窗函数设计FIR数字滤波器，并对原始信号进行滤波分析。

【关键词】数字滤波器；FIR；DSP

数字信号处理（Digital Signal Proce-ssing，简称DSP）是一門涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科，是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法。有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器具有以下优良的特点：可在设计任意幅度频率特性滤波器的同时，保证精确、严格的线性相位特性。

FIR数字滤波器的单位冲激响应h（n）是有限长的，可以用一个固定的系统来实现，因而FIR数字滤波器可以做成因果稳定系统。下面通过设计来演示这样的效果。

设计一个FIR低通滤波器，其技术数据与技术要求：

通带边缘频率：10kHz；

阻带边缘频率：22kHz；

阻带衰减：75dB；

采样频率：50kHz。

设计：

过渡带宽度=阻带边缘频率-通带边缘频率=22-10=12kHz

采样频率：

f1=通带边缘频率+（过渡带宽度）/2=10000 +12000/2=16kHz

Ω1=2πf1/fs=0.64π

理想低通滤波器脉冲响应：

h1[n]=sin（nΩ1）/n/π=sin（0.64πn）/n/π

根据要求，选择布莱克曼窗，窗函数长度为：

N=5.98fs/过渡带宽度=5.98*50/12=24.9

选择N=25，窗函数为：

w[n]=0.42+0.5cos（2πn/24）+0.8cos（4πn/24）

滤波器脉冲响应为：

h[n]=h1[n]w[n] |n|≤12 h[n]=0 |n|>12

根据上面计算，各式计算出h[n]，然后将脉冲响应值移位为因果序列。

完成的滤波器的差分方程为：

实验步骤如下：

A.实验准备

设置软件仿真模式：

a.单击桌面上图标进入CCS设置窗口。

b.在出现的窗口中将CCStudio设置成硬件环境。

启动CCS。

B.打开工程，浏览程序

D.打开观察窗口

在弹出的图形窗口中单击鼠标右键，选择“Clear Display”。

E.运行并观察结果

a.选择“Debug”菜单的“RUN”项，或按F12 键运行程序。

注意：由于实验运算复杂，需要等一会才能看到运行完结果。