【正文】 . . 編 號： 審定成績： 畢業(yè)設計（論文） 設計（論文）題目： 基于 MATLAB 的 FIR 數(shù)字濾波器 設計與優(yōu)化分析 學 院 名 稱 ： 學 生 姓 名 ： 專 業(yè) ： 班 級 ： 學 號 ： 指 導 教 師 ： 答辯組 負責人 ： 填表時間：年 月 . . 摘 要 本設計研究是基于 MATLAB 的 FIR 數(shù)字濾波器設計。文章中將圍繞濾波原理，濾波器設計方法進行相關討論。除了實現(xiàn)符合理想設計要求的多類 FIR 濾波器的之外，還會通過設計仿真的結(jié)果，評估每種濾波器的優(yōu)劣性和使用環(huán)境。實現(xiàn)對 FIR 濾波器的全面 分析 了解。 本文中主要涉及到的 FIR 濾波器設計方法包括窗函數(shù)設計法，頻率采樣法和基于雷米茲算法的最優(yōu)設計法。簡單介紹了最小二乘法，升余弦函數(shù)設計法和任 意響應設計法等。在每種設計方法中，都對原理、設計要求、設計步驟、選擇特性、最優(yōu)處理以及相關工具函數(shù)等進行了詳細介紹。在濾波特性上做了比較，并且還進行了 相關 階數(shù) N 的評估。力求突出 FIR 濾波器的線性相位，脈沖響應有限，運算方便，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。 通過對 FIR 濾波設計的深入探討，側(cè)面突出了 FIR 數(shù)字濾波器濾波功能的實踐意義。同時，在完成濾波器設計和分析的過程中，采用的 MATLAB 工具軟件。除了詳細介紹相關濾波器實現(xiàn)函數(shù)之外，還特別使用了其自帶的 simulink 仿真平臺。對輸入輸出過程有更直觀的展示，突出了 MATLAB 功能強大。 通過 FIR 數(shù)字濾波器設計的相關介紹，厘清各類特性，方便面對不同要求的濾波指標，選擇最佳設計方案。 【關鍵詞】 濾波器 MATLAB FIR . . ABSTRACT The design is study of digital filter based on MATALBA. In the article, we will discuss about the theory of filter and how to achieve it. It will present variety types of FIR filter design which meet the ideal requirements. By using the simulation platform to evaluate the characteristics of every design and understand the most suitable occations. Objective is to achieve a prehensive understanding of the filter The paper mainly relates to window function,design method, frequency sampling design method and Chebyshev equality ripple. Least squares design method, Raised cosine function design method, any corresponding design method are also introduced. Every kind of design method are explained in detail about its requirements, steps, select properties and optimal treatment. Comparing of characteristics and evaluate the order, strive to outstand FIR filter?s advantage. It contains variety feature just like, stability, have strict linear phase and limited corresponding. Based on the discuss of FIR filter design, highlight the importance of digital filter design and the significance of its application. MATLAB is used in every design. Include its toolbox and Simulink platform. To show the input and output process more significance. Outstanding the powerful of the MATLAB. Through the detail introduce of FIR digital filter design, clarify the characteristics. It is convenient to make the right choice of method when face the different situation. 【 Key words】 filters MATLAB FIR . . 目 錄 前 言 ................................................................................................................................... 1 第一章 濾波器的基本概念 .............................................................................................. 2 第一節(jié) 濾波器簡介 ...................................................................................................... 2 第二節(jié) 濾波器的頻率響應 .......................................................................................... 4 第三節(jié) 濾波器的技術指標 .......................................................................................... 6 一、濾波器的技術指標及表示方法 ............................................................................ 6 二、四種選頻濾波器的技術指標 ................................................................................ 6 第四節(jié) 濾波器的系統(tǒng)特性 .......................................................................................... 6 第二章 模擬濾波器設計分析 .......................................................................................... 8 第一節(jié) 濾波器逼近的一般方法 .................................................................................. 8 第二節(jié) 巴特沃思濾波器 的 實現(xiàn)與分析 ...................................................................... 9 第三節(jié) 切比雪夫濾波器 的 實現(xiàn)與分析 .................................................................... 10 第四節(jié) 其他 模擬 濾波器的實現(xiàn)與分析 .................................................................... 12 一、貝塞爾濾波器 ...................................................................................................... 12 二、橢圓濾波器 .......................................................................................................... 13 第三章 FIR 濾波器主要設計方法分 析 ........................................................................ 14 第一節(jié) FIR 濾波器的基本概念 ................................................................................. 14 一、 FIR 濾波器特點歸納： ....................................................................................... 14 二、 FIR 的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) ................................................................................................... 14 三、 FIR 濾波器的線性相位 ....................................................................................... 16 第二節(jié) 窗函數(shù)設計 FIR 濾波器分析 ........................................................................ 19 一、窗函數(shù)設計思想 .................................................................................................. 19 二、窗函數(shù)簡介 .......................................................................................................... 21 三、窗函數(shù)不同窗體之間的設計分析比較 .............................................................. 24 . . 四 、基于窗函數(shù)的 FIR 濾波器線性相位分析 .......................................................... 28 五、窗函數(shù)實例設計步驟分析 .................................................................................. 29 第三節(jié) 頻率采樣法設計 FIR 濾波器實現(xiàn)與分析 .................................................... 31 一、頻率采樣法 基本概念 .......................................................................................... 31 二、頻率采樣法設計濾波器分析 .............................................................................. 32 第四章 FIR 濾波器優(yōu)化設計 的實現(xiàn)與 分析 .................................................................. 36 第一節(jié) 設計 FIR 濾波器的優(yōu)化準則分析 ................................................................ 36 一 、均方誤差最小準則 ...........................................................