MATLAB实现基于矩形窗与汉明窗的FIR滤波器设计

资 源 简 介

本项目采用MATLAB设计了基于矩形窗和汉明窗的FIR滤波器。用户可自定义截止频率、滤波器阶数等参数，生成滤波器系数并进行信号滤波处理，支持时域分析。

详 情 说 明

基于矩形窗与汉明窗的FIR滤波器设计与实现

项目介绍

本项目利用MATLAB实现了基于窗函数法的FIR滤波器设计系统。系统支持矩形窗和汉明窗两种窗函数，能够根据用户设定的滤波类型（低通、高通、带通）、截止频率和滤波器阶数自动生成最优滤波器系数。通过对输入信号进行滤波处理，并提供详尽的时域与频域对比分析，帮助用户直观评估滤波器的性能与效果。

功能特性

• 灵活的滤波器设计：支持低通、高通、带通滤波器设计，用户可自定义截止频率、滤波器阶数和窗函数类型。
• 双窗函数支持：提供矩形窗（计算简单）和汉明窗（旁瓣衰减性能好）两种经典窗函数选择。
• 全面的信号分析：实现输入/输出信号的时域波形对比与基于FFT的频谱分析，清晰展示滤波效果。
• 专业的性能评估：自动计算并显示滤波器的关键性能指标，如通带纹波、阻带衰减和过渡带宽。
• 硬件部署支持：输出标准FIR滤波器系数（冲激响应序列），便于直接移植到嵌入式系统或数字信号处理器。

使用方法

1. 参数设置：在主脚本中修改滤波器参数（filterType, cutoffFreq, order, windowType）以匹配您的应用需求。
2. 加载信号：将待处理的时域信号数据赋值给变量inputSignal。若为多通道信号，请确保每列代表一个通道。
3. 设置采样率：根据实际信号指定正确的采样频率fs，以确保频率轴标定准确。
4. 运行程序：执行主脚本，程序将自动完成滤波器设计、信号滤波和结果分析。
5. 结果获取：在命令行查看性能指标，并在图像窗口分析各类对比图表。滤波器系数已保存至工作区变量。

系统要求

• 软件平台：MATLAB R2016b 或更高版本。
• 必需工具箱：Signal Processing Toolbox（用于滤波器设计与频谱分析函数）。

文件说明

主程序文件集成了项目的全部核心功能，主要包括：根据指定参数通过窗函数法设计FIR滤波器并获取其系数；对输入信号进行卷积运算实现滤波；绘制滤波器自身的幅频与相频响应曲线以分析其特性；分别绘制滤波前后信号的时域波形图进行对比；对输入与输出信号进行FFT变换并绘制频谱图以评估频域滤波效果；计算并输出滤波器的关键性能指标，如通带纹波和阻带衰减。