基于matlab的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)論文-wenkub
2023-07-03 15:41:58 本頁面
【正文】 科和技術(shù)，并且在通信、語音、圖像、自動(dòng)控制等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)FIR濾波器的原理，提出了FIR濾波器的窗函數(shù)設(shè)計(jì)法，并對(duì)常用的幾種窗函數(shù)進(jìn)行了比較。如果濾波器的輸入輸出都是數(shù)字信號(hào)，則這樣的濾波器稱之為數(shù)字濾波器，它通常通過一定的運(yùn)算關(guān)系改變輸入信號(hào)所含頻率成分的相對(duì)比例或者濾除某些頻率成分來實(shí)現(xiàn)濾波。 數(shù)字濾波器是數(shù)字信號(hào)處理理論的一部分。 (Editor/Debugger)增加了行號(hào)和書簽等功能； （7） 屬性編輯器功能更強(qiáng)(Property Debugger)，使用更方便； （8） 建立了一個(gè)與以前完全不同的圖形用戶界面（GUI）圖形窗口，(Graphical Window)使用更加方便靈活； （9） 增加了虛擬現(xiàn)實(shí)工具箱，(Virtual Reality Toolbox)使用標(biāo)準(zhǔn)的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言（VRML）技術(shù)，可以創(chuàng)建由MATLAB和simulink環(huán)境驅(qū)動(dòng)的三維動(dòng)畫場(chǎng)景； （10） 在應(yīng)用程序接口方面增加了與Java的接口(Interface for Java)，并為二者的數(shù)據(jù)交換提供了相應(yīng)的程序庫。在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)開發(fā)部門，MATLAB被廣泛的應(yīng)用于研究和解決各種具體問題。 前言. MATLAB簡介MATLAB (Matrix Laboratory)為美國Mathworks公司1983年首次推出的一套高性能的數(shù)值分析和計(jì)算軟件，其功能不斷擴(kuò)充，版本不斷升級(jí)，1993年推出了可以配合Microsoft Windous使用的微機(jī)版，其幫助信息采用超文本格式和PDF格式，可以方便的瀏覽。 前言 MATLAB 軟件簡介 ………………………………………………………………(4) …………………………………………………(5)第二章在此基礎(chǔ)上，用MATLAB實(shí)現(xiàn)IIR數(shù)字濾波器。介紹了IIR數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想與步驟，及其計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法。 數(shù)字濾波器的基本概念 ……………………………………………………………(6) FIR 數(shù)字濾波器的基本概念 ……………………………………………………(6) FIR 數(shù)字濾波器的窗函數(shù)設(shè)計(jì)法 …………………………………………(7) 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法的步驟 ………………………………………………………(7) MATLAB環(huán)境下的實(shí)例 …………………………………………………………(9) ……………………………………………………………(9) …………………………………………………………(10)第三章, 。 MATLAB將矩陣運(yùn)算、數(shù)值分析、圖形處理、編程技術(shù)結(jié)合在一起，為用戶提供了一個(gè)強(qiáng)有力的科學(xué)及工程問題的分析計(jì)算和程序設(shè)計(jì)工具，它還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能，是具有全部語言功能和特征的新一代軟件開發(fā)平臺(tái)。 MATLAB 已發(fā)展成為適合眾多學(xué)科，多種工作平臺(tái)、功能強(qiáng)大的大型軟件。在中國，MATLAB也已日益受到重視，短時(shí)間內(nèi)就將盛行起來，因?yàn)闊o論哪個(gè)學(xué)科或工程領(lǐng)域都可以從MATLAB中找到合適的功能。數(shù)字信號(hào)處理主要是研究用數(shù)字或符號(hào)的序列來表示信號(hào)波形，并用數(shù)字的方式去處理這些序列，把它們改變成在某種意義上更為有希望的形式，以便估計(jì)信號(hào)的特征參量，或削弱信號(hào)中的多余分量和增強(qiáng)信號(hào)中的有用分量。根據(jù)數(shù)字濾波器沖激響應(yīng)的時(shí)域特性，可將數(shù)字濾波器分為兩種，即無限長沖激響應(yīng)（IIR）濾波器和有限長沖激響應(yīng)（FIR）濾波器。給出了在MATLAB環(huán)境下，用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR濾波器的過程和設(shè)計(jì)實(shí)例。在數(shù)字信號(hào)處理中，數(shù)字濾波器占有極其重要的地位，它具有精度高、可靠性好、靈活性大等特點(diǎn)。MATLAB的信號(hào)處理工具箱具有強(qiáng)大的函數(shù)功能，它不僅可以用來設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，還可以使設(shè)計(jì)達(dá)到最憂化，是數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的強(qiáng)有力工具。對(duì)于FIR濾波器，幅度上只需滿足以下兩個(gè)條件之一，就能構(gòu)成線性相位FIR濾波器。濾波器的階數(shù)越高，占用的運(yùn)算時(shí)間越多，因此在滿足指標(biāo)要求的情況下應(yīng)盡量減少濾波器的階數(shù)。通常在設(shè)計(jì)濾波器之前，應(yīng)該先根據(jù)具體的工程應(yīng)用確定濾波器的技術(shù)指標(biāo)。在確定窗函數(shù)類型以后，可根據(jù)過渡帶寬小于給定指標(biāo)確定所擬用的窗函數(shù)的窗口長度N。在N和窗函數(shù)類型確定后，即可調(diào)用MATLAB中的窗函數(shù)求出窗函數(shù)wd(n)?！ 。?）計(jì)算濾波器的單位脈沖響應(yīng)h(n)?！ 。?）驗(yàn)算技術(shù)指標(biāo)是否滿足要求。窗函數(shù)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式為： 在實(shí)際工程中常用的窗函數(shù)有五種，即矩形窗、三角窗、漢寧窗、海明窗和凱澤窗。 ωs=*π。 beta=*()。 %求凱澤窗函數(shù) ωc=(ωs+ωp)/2?！ ? delta_ω=2*π/1000。 disp([’最小阻帶衰減為’,num2str(As)])?！ itle(’理想脈沖響應(yīng)’)?！ tem(n,w_kai)?！ ubplot(2,2,3)?！ label(’n’)?！ itle(’幅度響應(yīng)/dB’)?！ label(’分貝數(shù)/dB’)?！ 》治觯簭谋?可以看出，漢寧窗、海明窗和凱澤窗能提供大于40dB的最小阻帶衰減。 tr_width=ωsωp。 ωc=(ωs+ωp)/2。 %設(shè)計(jì)的脈沖響應(yīng)為理想脈沖響應(yīng)與窗函數(shù)乘積 [db,mag,pha,grd,ω]=freqz_m(h,[1])。 %以下為作圖程序 As=round(max(db(ωs/delta_ω+1:1:501)))?！ label(’hd(n)’)?！ ubplot(223) stem(n,h)?！ ubplot(224)?！ label(′以π為單位的頻率′)?！ ∨c其他高級(jí)語言的程序設(shè)計(jì)相比，MATLAB環(huán)境下可以更方便、快捷地設(shè)計(jì)出具有嚴(yán)格線性相位的FIR濾波器，節(jié)省大量的編程時(shí)間，提高編程效率，且參數(shù)的修改也十分方便，還可以進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。，即結(jié)構(gòu)上帶有反饋環(huán)路。在設(shè)計(jì)一個(gè)IIR數(shù)字濾波器時(shí)，我們根據(jù)指標(biāo)先寫出模擬濾波器的公式，然后通過一定的變換，將模擬濾波器的公式轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的
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