【正文】 畢業(yè)論文基于 MATLAB 的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)基于 MATLAB 的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)專業(yè)：電子信息工程 班級(jí) 08 電子信息工程（2）班 姓名：何正雄 指導(dǎo)老師：王葉南摘 要 在 MATLAB 環(huán)境下 IIR 數(shù)字濾波器和 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法即實(shí)現(xiàn)方法，并進(jìn)行圖形用戶界面設(shè)計(jì)，以顯示所介紹迷你濾波器的設(shè)計(jì)特性。在無線脈沖響應(yīng)（IIR）數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)中，先進(jìn)行模擬濾波器的設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行模擬數(shù)字濾波器轉(zhuǎn)換，即采用脈沖響應(yīng)不變法及雙線性 Z 變化法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，最后進(jìn)行濾波器的頻帶轉(zhuǎn)換。在有限脈沖響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)中，討論了 FIR 線性相位濾波的特點(diǎn)和用窗口函數(shù)設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字濾波器兩個(gè)問題。兩類濾波器整個(gè)過程都是按照理論分析、編程設(shè)計(jì)、集體實(shí)現(xiàn)的步驟進(jìn)行的。為方便分析直觀者直觀、形象、方便的分析濾波器的特性，創(chuàng)新的設(shè)計(jì)出圖形用戶界面濾波器分析系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)界面，其內(nèi)容主要包括四個(gè)部分：System（系統(tǒng)） 、Analysis（分析） 、Tool（工具） 、Help（幫助） 。關(guān)鍵字 數(shù)字濾波器,MATLAB,無線脈沖響應(yīng),有限脈沖響應(yīng),圖像用戶界面IAbstractIn the MATLAB environment IIR digital filter and FIR digital filters design method, the realization method, and graphical user interface design, to show introduced the design of filter mini features.In the wireless impulse response (IIR) digital filter design, the design of the simulated filter first, then the simulationdigital filters conversion, which is a pulse response not political reform and bilinear Z variation method to design digital filter, the last of the filter band conversion. In finite impulse response (FIR digital) filters design, this article discusses the characteristics of linear phase FIR filter with window function and design FIR digital filters two questions. Two kinds of filter the whole process is according to the theoretical analysis, program design, collective realize steps.For the convenience of analysis the intuitive visual, image, the analysis of the characteristics of convenient filter, innovative design the graphic user interface filter analysis system. The whole System is divided into two interfaces。 its content mainly includes four parts: System (System), Analysis (Analysis), Tool (tools), and Help (Help).Key word: Digital filters, MATLAB, wireless impulse response, limited impulse response, image user interfaceII目 錄第一章 緒論 ..................................................................................................................1 選題目的和意義及國(guó)內(nèi)外對(duì)本課題涉及問題的研究現(xiàn)狀 ............................1 意義和目的 ..............................................................................................................................1 國(guó)內(nèi)外的研究綜述 ..................................................................................................................1 數(shù)字濾波技術(shù) ................................................................2 濾波器原理 ..............................................................................................................................3 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法概述 .....................................................................................................4 IIR 和 FIR 濾波器的比較 .......................................................................................................6第二章 IIR 濾波器設(shè)計(jì)及其 MATLAB 的實(shí)現(xiàn) .............................................................9 模擬濾波器設(shè)計(jì)及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ...............................................9 巴特沃斯濾波器設(shè)計(jì) .........................................................................................................10 切比雪夫慮波器設(shè)計(jì) ...........................................................................................................16 橢圓濾波器設(shè)計(jì) ...................................................................................................................22 從模擬濾波器低通原型到各數(shù)字濾波器的頻率變換 ...............................25 低通變換 ...............................................................................................................................26 高通變換 ...............................................................................................................................33 帶通變換 ...............................................................................................................................35 帶阻變換 ...............................................................................................................................38第三章 FIR 濾波器設(shè)計(jì)及其 MATLAB 的實(shí)現(xiàn) ...........................................................41 FIR 濾波器的設(shè)計(jì) ...........................................................41 窗口設(shè)計(jì)法 .................................................................42 矩形窗()的設(shè)計(jì) ...................................................................................................................46 漢寧(Hanning)窗的設(shè)計(jì) .....................................................................................................49 海明(Hamming )窗的設(shè)計(jì) ...................................................................................................51 布萊克曼(Blackman)窗的設(shè)計(jì) ............................................................................................53 凱塞(Kaiser)窗的設(shè)計(jì) .........................................................................................................55 三角(triang)窗的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................57 本章小結(jié)所有帶通濾波器的比較 ........................................................................................60第四章 MATLAB 軟件簡(jiǎn)介 ...........................................................................................62結(jié)論 ..............................................................................................................................65致 謝 ........................................................................................................................66參 考 文 獻(xiàn) ................................................................................................................680第一章 緒論 選題目的和意義及國(guó)內(nèi)外對(duì)本課題涉及問題的研究現(xiàn)狀 意義和目的　　長(zhǎng)期以來，信號(hào)處理技術(shù)一直用于轉(zhuǎn)化、產(chǎn)生數(shù)字或模擬信號(hào)，其中信號(hào)的濾波是應(yīng)用的領(lǐng)域最為頻繁的。數(shù)字濾波是圖像處理、語音、譜分析和模式識(shí)別等應(yīng)用中一個(gè)最為基本的處理部件，它能滿足濾波器對(duì)相位特性和幅度的嚴(yán)格要求，避免模擬濾波器無法克服的溫度漂移、電壓漂移和噪聲等問題。 國(guó)內(nèi)外的研究綜述 數(shù)字濾波在 DSP 中占有重要地位。數(shù)字濾波器按實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者從單位脈沖響應(yīng)，分為 IIR（無限脈沖響應(yīng)）和 FIR（有限脈沖響應(yīng)）濾波器。如果 IRR 濾波器和 FIR 濾波器具有相同的性能，那么通常 IIR 濾波器可以用較低的階數(shù)獲得高的選擇性，執(zhí)行速度更快，所有的存儲(chǔ)單元更少，所以既經(jīng)濟(jì)又高效。 數(shù)字濾波器精確度高，使用靈活，可靠性高，具有模擬設(shè)備沒有的許多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛地應(yīng)用與各個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，例如數(shù)字電視，語音，通信、雷達(dá)、聲納、遙感、圖像、生物醫(yī)學(xué)以及許多工程應(yīng)用領(lǐng)域。隨著信息時(shí)代數(shù)字時(shí)代的到來，數(shù)字濾波技術(shù)已經(jīng)成為一門及其重要的科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域。以往的濾波器大多采用模擬電路技術(shù)，但是模擬電路技術(shù)存在很多難以解決的問題，而采用數(shù)字則避免很多類似的難題，