【正文】 采用沖激響應不變法和雙線性變換法， 編寫程序仿真 。 由于缺少專門研制機構，集成工藝和材料工業(yè)跟不上來， 雖然 我國濾波器在研制、生產(chǎn)應用等方面已有一定進步，但使許多新型濾波器的 研制應用與國際水平有一段距離。 對 FIR濾波器而言，從理論上講要盡可能的降低其階數(shù)，因為隨著階 數(shù)的增加，實現(xiàn)數(shù)字濾波器的運算量就越大，如果階數(shù)不能降低，則對算法的運算效率就要提出更高的。我國現(xiàn)有濾波器的種類和所覆蓋的頻率己基本上滿足現(xiàn)有各種電信設備。模擬濾波器 在國內(nèi)的工程技術中應用中 占了很大的比重，數(shù)字濾波器在生產(chǎn)應用中所占的比例還不多。 90 年代至今在主要致力于把各類濾波 器應用于各類產(chǎn)品的開發(fā)和研制。后來，當人們提出用快速傅利葉變換實現(xiàn)卷積運算的概念之后，發(fā)現(xiàn)高階 FIR 濾波器也可以用很高的運算效率來實現(xiàn)，這就促使人們對高性能 FIR 濾波器的設計方法和數(shù)字濾波器的頻域設計方法進行了大量的研究 。自那時以來，各種快速傅立葉變換已經(jīng)出現(xiàn)在數(shù)字濾波領域，在數(shù)字濾波器中開始形成 了成套正規(guī)理論。 早在上世紀 40 年代末，開始了關于數(shù)字濾波器的可能 性的討論，并在 20 世紀 50 年代也有人討論了數(shù)字濾波的問題。借助于 MATLAB軟件設計數(shù)字濾波器設計不僅方便而且易于實現(xiàn)，現(xiàn)已成武昌工學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 2 為人們研究和學習的熱點。 而基于 MATLAB軟件 實現(xiàn)數(shù)字濾波器的設計，可通過修改濾波器的參數(shù)十分方便的改變?yōu)V波器的特性， 進而解決一些特定需求。 （ 6） 性能參數(shù)易變。 （ 2） 靈活性大。濾波含有過濾之意，將信號中無用部分濾除，得到想要的部分，而濾波卻是信號處理技術的一個重要分支。網(wǎng)絡資源的共享，使得學生或是工作人士輕而易舉的獲取到自己想要的資料。 optimal design武昌工學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 3 目 錄 1 引 言 ............................................................................................ 1 課題研究的目的和意義 ..................................................................................... 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 ..................................................................................... 2 本文研究的主要內(nèi)容 ......................................................................................... 3 2 MATLAB 軟件概述 ........................................................................ 4 發(fā)展歷程及語言特點 ......................................................................................... 4 MATLAB 的應用與功能特性 ............................................................................ 5 3 數(shù)字濾波器簡介 ............................................................................. 7 數(shù)字濾波器的概念 ............................................................................................. 7 IIR 數(shù)字濾波器的基本結構 ............................................................................... 7 FIR 數(shù)字濾波器的基本結構 .............................................................................. 9 數(shù)字濾波器的性能指標 ................................................................................... 10 4 數(shù)字濾波器的 MATLAB 實現(xiàn) ..................................................... 11 數(shù)字濾波器的 MATLAB 實現(xiàn) ................................................................... 11 FIR 數(shù)字濾波器的 MATLAB 實現(xiàn) ................................................................. 16 總 結 .............................................................................................. 27 主要參考文獻 ................................................................................... 28 后 記 .............................................................................................. 30 武昌工學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 1 1 引 言 課題研究的目的和意義 目前，數(shù)字信號處理理論與應用已成為一門及其重要的高新技術學科。 Impulse response invariance。 Secondly it presents the historical development of the MATLAB software. Then it gives a brief introduction of the digital filter, including the basic concepts of digital filters, types, design steps and the basic structure。借助于 MATLAB 設計濾波器的這種優(yōu)越性，推動了濾波技術的高速發(fā)展。首先 介紹了本課題研究的目的及意義，調研 了國內(nèi)外數(shù)字濾波器應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ； 接著 對 MATLAB 軟件 的發(fā)展歷史、語言特點、功能特性 進行了介紹；其次 對 數(shù)字濾波器 進行了簡介 ，其 中 包括 數(shù)字濾波器的基本概念 、 類型 、 設計步驟、 基本結構等 ； 然后 本文重點描述了 IIR 和 FIR 數(shù)字濾波器的設計過程和設計方法 。對本論文（設計）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。因本畢業(yè)論文（設計）引起 的法律結果完全由本人承擔。對于 IIR 數(shù)字濾波器，詳細的分析了 雙線性變換法 、 脈沖響應不變法 ：對于 FIR 數(shù)字濾波器，詳細分析了窗函數(shù)法、 最小二乘法、最優(yōu)化設計法?；?MATLAB 語言可擴充的特點，提高了編程的效率，節(jié)約了大量的編程時間。 Besides it emphatically describes the design process and design methods IIR and FIR digital filter. For IIR digital filter, a detailed analysis of the bilinear transform and impulse response invariance is given. For FIR digital filter, a detailed analysis of the window function method, least squares method, optimized design is given. Simulating the program written in five different methods through MATLAB software, analysis the simulation results and then pare the scope of application of various design methods and their irreplaceable ability. The digital filter design based on MATLAB, setting the digital filter design in a package, very convenient, intuitive, accurate and reliable. This superiority promotes the rapid development of filtering technology. The features that MATLAB language features can be expanded improves the program39。 double linear transformation。數(shù)字信號處理技術日益成熟 ,廣泛應用于各個領域?？萍紟Ыo我們生活的極 大便利，可能很多人會想到計算機發(fā)揮了很大作用，但是，數(shù)字信號處理技術發(fā)揮的作用也是驚人的。凡是信號經(jīng)過的系統(tǒng)，比如硬件系統(tǒng)、算法程序等軟件系統(tǒng)，都會起到濾波的作用。 （ 3） 性能可靠。 基于上述眾多優(yōu)點 ，數(shù)字濾波器 在許多的應用領域逐步代替了傳統(tǒng)的模擬濾波器，并且正在各種 科學研究或工程技術領域里快速發(fā)展。 因此我們有必要對濾波器的設計方法進行 探討和 研究，理解 濾波器 工作原理，優(yōu)化設計 方法，設計開發(fā)出穩(wěn)定性好的濾波器系統(tǒng)。因此 基于 MATLAB的數(shù)字濾波器的設計，不僅有著 重要的 理論意義，而且 有 著 重要的現(xiàn)實意義。 在此期間 ，科學家們做了大量卓有成效的工作，這些工作對于后來數(shù)字濾波器的快速發(fā)展，發(fā)揮了非常重要的作用。 在這一時期，提出了各種各樣的數(shù)字濾波結構，有的則以運算速度快見 長， 有的以運算誤差是最小誤差為特點， 出現(xiàn)了數(shù)字濾波器的各種實現(xiàn)方法 。 數(shù)字濾波器盡管在語音、聲 納、地震的信號處理中曾經(jīng)發(fā)揮過作用，但由于以前計算機主機的價格很昂貴，嚴重阻礙了數(shù)字濾波器的發(fā)展，隨著計算機科學的飛速發(fā)展，數(shù)字濾波器越來越多的展示出它自身的優(yōu)勢，正在加速進入各種工業(yè)領域經(jīng)過最近幾十年的發(fā)展，線性濾波方法，如維納濾波、卡爾曼濾波和自適應濾波得到了廣泛的研究和應用。當然，對濾波器本身的研究仍在不斷進行。從應用比例來看， 必須加大對這方面的研究投入 ，數(shù)字濾波器才能 實現(xiàn)大規(guī)模應用 。從整體而言，我國 提出了一套有關數(shù)字濾波器設計的新算法和新設計方案 設計空間方法 ， 目前還處于研究階段。 具體實現(xiàn)它們的硬件電子元器件必須向大規(guī)模集成化方向發(fā)展 是 一個重要的趨勢要求，如果沒有重大的理論突破，則只能在硬件尋找突破口，所以電子元件的集成化尤其重要。 本文研究的主要內(nèi)容 本次畢業(yè)設計中主要完成的內(nèi)容包括： （ 1） 本課題研究的目的及意義，數(shù)字濾波器國內(nèi)外的應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。 （ 4）基于 MATLAB 的 FIR 數(shù)字濾波器的設計，對于 IIR 數(shù)字濾波器 的設計，采用窗函數(shù)法，最小二乘法，最優(yōu)化設計法，并進行仿真。同年后期， Cleve Moler 擔任美國墨西哥大學計算機系的系主任，為了讓學生方便的調用EISPACK 和 LINPACK，他設計了接口程 序，并取名 MATLAB（ MAtrix LABoratory 矩陣實驗室） 。 1992 年具有劃時代意義的 版本發(fā)布，用戶數(shù)劇增。 2021 年 10 月底推出了其全新的 正式版，在核心數(shù)值算法、 界面 設計、外部接口、應用桌面等諸多方面有了極大的改進 。 現(xiàn)在的 MATLAB 支持各種操作系統(tǒng)，能夠運行在十幾個操作系統(tǒng)平臺。在線性代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計、自動控制、數(shù)字信號處理、動態(tài)系統(tǒng)仿真等方面， MATLAB 已表現(xiàn)