【正文】 重慶郵電大學高教自考畢業(yè)設計（論文）摘 要在現代通信系統中，由于信號中經?；煊懈鞣N復雜成分，所以很多信號分析都是基于濾波器而進行的，而數字濾波器是通過數值運算實現濾波，具有處理精度高、穩(wěn)定、靈活、不存在阻抗匹配問題，可以實現模擬濾波器無法實現的特殊濾波功能。數字濾波器根據其沖激響應函數的時域特性，可分為兩種，即無限長沖激響應(IIR)數字濾波器和有限長沖激響應(FIR)數字濾波器。實現IIR濾波器的階次較低，所用的存儲單元較少，效率高，精度高，而且能夠保留一些模擬濾波器的優(yōu)良特性，因此應用很廣。Matlab軟件以矩陣運算為基礎，把計算、可視化及程序設計有機融合到交互式工作環(huán)境中，并且為數字濾波的研究和應用提供了一個直觀、高效、便捷的利器。尤其是Matlab中的信號處理工具箱使各個領域的研究人員可以直觀方便地進行科學研究與工程應用。本文首先介紹了數字濾波器的概念，分類以及設計要求。接著利用MATLAB函數語言編程，用信號處理圖形界面FDATool來設計濾波器以及Sptool界面設計的方法，并用FDATool模擬IIR數字濾波器處理信號。重點設計Chebyshev I型和Chebyshev II型數字低通濾波器,并介紹最優(yōu)化設計?！娟P鍵字】 IIR 濾波器 FDATool Sptool SimulinkABSTRACTIn modern munication systems, Because often mixed with various signal plex ponents, So many signal analysis is based on filters, and the digital filter is realized through numerical putation, digital filters filter with high precision, stability and flexibility, don39。t exist, can realize the impedance matching simulating the special filter cannot achieve filter function. Digital filter according to its impulse response function and characteristics of the time can be divided into two kinds, namely the infinite impulse response (IIR) digital filter and finite impulse response (FIR digital filters). The order of realizing IIR filter is used, low and high efficiency less storage unit, high precision, and can keep some simulation characteristics of filter, so it is widely used. Matlab software based on matrix putation, the calculation, visualization and program design of organic integration to interactive environment for digital filter, and the research and application of provides an intuitive, efficient and convenient tool. Especially in the Matlab signal processing to all areas of research toolbox personnel can easily for scientific research and engineering application. This paper introduces the concept of digital filter, classification and design requirements. Then using MATLAB language programming, with functions of signal processing FDATool graphical interface design of interface design and Sptool filter, and FDATool analog signal processing IIR digital filter. Key design Chebyshev type I and II digital Chebyshev lowpass filter, and introduces optimization design.【Keywords】 IIR Filter FDATool Sptool Simulink目 錄前 言 １第一章 數字濾波器 ２第一節(jié) 數字濾波器的概念 ２第二節(jié) 數字濾波器的分類 ２第三節(jié) 數字濾波器的設計要求 ４第二章 IIR數字濾波器設計方法 ５第一節(jié) IIR數字濾波器的設計步驟 ５第二節(jié) 用脈沖相應不變法設計IIR數字濾波器 ６一、設計原理 ６二、脈沖響應不變法優(yōu)缺點 ８第三節(jié) 雙線性變換法設計IIR數字濾波器 ９一、設計原理 ９二、雙線性變換法優(yōu)缺點 １１第三章 IIR濾波器的MATLAB設計 １３第一節(jié) IIR數字濾波器的典型設計法 １４第二節(jié) IIR數字濾波器的直接設計法 １８第三節(jié) FDATool介紹和界面設計 ２３第四節(jié) FDATOOL設計IIR數字濾波器 ２４第五節(jié) SIMULINK 仿真IIR濾波器 ２６總 結 ２９致 謝 ３０參考文獻 ３１結束語 ３２前 言隨著信息時代和數字世界的到來，數字信號處理已成為當今一門極其重要的學科和技術領域。目前數字信號處理在通信、語音、圖像、自動控制、雷達、軍事、航空航天、醫(yī)療和家用電器等眾多領域得到了廣泛的應用。在數字信號處理中起著重要的作用并已獲得廣泛應用的是數字濾波器（DF，Digital Filter），根據其單位沖激響應函數的時域特性可分為兩類：無限沖激響應IIR（Infinite Impulse Response）濾波器和有限沖激響應FIR（Finite Impulse Response）濾波器。與FIR濾波器相比，IIR的實現采用的是遞歸結構，極點須在單位圓內，在相同設計指標下，實現IIR濾波器的階次較低，即所用的存儲單元少，從而經濟效率高。MATLAB是英文MATrix LABoratory(矩陣實驗室)的縮寫。它是美國的MathWorks公司推出的一套用于科學計算和圖形處理可視化、高性能語言與軟件環(huán)境。MATLAB的信號處理工具箱是專門應用于信號處理領域的專用工具箱，它的兩個基本組成就是濾波器的設計與實現部分以及譜分析部分。工具箱提供了豐富而簡便的設計，使原來繁瑣的程序設計簡化成函數的調用。只要以正確的指標參數調用相應的濾波器設計程序或工具箱函數，便可以得到正確的設計結果，使用非常方便。第一章 數字濾波器 第一節(jié) 數字濾波器的概念濾波器是指用來對輸入信號進行濾波的硬件和軟件。數字濾波器是對數字信號實現濾波的線性時不變系統。數字濾波器可以理解為是一個計算程序或算法，將代表輸入信號的數字時間序列轉化為代表輸出信號的數字時間序列，并在轉化過程中，使信號按預定的形式變化。數字濾波實質上是一種運算過程，實現對信號的運算處理。數字濾波器和模擬濾波器相比，因為信號的形式和實現濾波的方法不同，數字濾波器具有比模擬濾波器精度高、穩(wěn)定、體積小、重量輕、靈活、不要求阻抗匹配等優(yōu)點。輸入數字信號（數字序列）通過特定的運算轉變?yōu)檩敵龅臄底中蛄?，因此，數字濾波器本質上是一個完成特定運算的數字計算過程，也可以理解為是一臺計算機。描述離散系統輸出與輸入關系的卷積和差分方程只是給數字信號濾波器提供運算規(guī)則，使其按照這個規(guī)則完成對輸入數據的處理。時域離散系統的頻域特性: （式11）其中、分別是數字濾波器的輸出序列和輸入序列的頻域特性（或稱為頻譜特性）, 是數字濾波器的單位取樣響應的頻譜，又稱為數字濾波器的頻域響應。輸入序列的頻譜經過濾波后,因此，只要按照輸入信號頻譜的特點和處理信號的目的， 適當選擇，使得濾波后的滿足設計的要求，這就是數字濾波器的濾波原理。第二節(jié) 數字濾波器的分類按照不同的分類方法，數字濾波器有許多種類，但總起來可以分成兩大類：經典濾波器和現