基于matlab的fir數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-08 15:47:58 本頁(yè)面
【正文】 且還具有豐富的可視化圖形表現(xiàn)功能和方便的程序計(jì)算能力。目 錄摘要3引言3正文4 一、數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)4 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)6 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)10二、數(shù)字濾波器的MATLAB設(shè)計(jì)15 FIR數(shù)字濾波器的窗函數(shù)法15 FIR數(shù)字濾波器的頻率采樣法19 FIR數(shù)字濾波器的最優(yōu)設(shè)計(jì)法23設(shè)計(jì)總結(jié)27參考文獻(xiàn)27摘要：數(shù)字濾波器是數(shù)字信號(hào)處理的重要環(huán)節(jié)，數(shù)字濾波器可分為IIR和FIR兩大類。MATLAB的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，除數(shù)學(xué)計(jì)算和分析外，還被廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制、系統(tǒng)仿真、數(shù)字信號(hào)處理、圖形圖像分析、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、通信工程、金融系統(tǒng)等領(lǐng)域，因此，MATLAB是面向21世紀(jì)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)及科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)濾波器的功能愈來(lái)愈受到人們的注意和廣泛使用。（2） 尋找一滿足預(yù)定性能要求的離散時(shí)間線性系統(tǒng)。由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，數(shù)字濾波器已可用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)，也可用大規(guī)模集成數(shù)字硬件實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。為得到模擬信號(hào)，數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù)字信號(hào)須經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、平滑。它可以是時(shí)不變的或時(shí)變的、因果的或非因果的、線性的或非線性的。數(shù)字濾波器有多種分類，從數(shù)字濾波器功能上分可分為低通、高通、帶阻、帶通濾波器，根據(jù)數(shù)字濾波器沖激響應(yīng)的時(shí)域特征，可將數(shù)字濾波器分為兩種，即無(wú)限長(zhǎng)沖激響應(yīng)濾波器（IIR）和有限長(zhǎng)沖激響應(yīng)濾波器（FIR）。 （1）式中wc和wr分別為通帶邊界頻率和阻帶邊界頻率，wrwc為過(guò)渡帶。因此，由模擬濾波器設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的方法準(zhǔn)確，簡(jiǎn)便，得到普遍采用。但一般不能得到濾波器的系數(shù)（即零，極點(diǎn)的位置）作為給定響應(yīng)的閉合形式函數(shù)表達(dá)式。174。按照脈沖響應(yīng)不變法，從S平面到Z平面的映射不是單值關(guān)系，而是先將在S平面沿虛軸作周期嚴(yán)拓，再按照映射關(guān)系將映射到Z平面，得到，因此，脈沖響應(yīng)不變法只適用于帶限的濾波器（如低通、帶通）。z平面單位圓一周, 且應(yīng)有,因?yàn)? 所以選變換 (8)其中可取任意正常數(shù), 后面將導(dǎo)出.設(shè)計(jì)思路: .174。時(shí), 上左半平面219。故若模擬濾波器穩(wěn)定，則雙線性變換后數(shù)字濾波器也穩(wěn)定。 在Matlab中利用M文件bilinear可以對(duì)模擬傳輸函數(shù)實(shí)行雙線性變換法。階數(shù)估計(jì)：利用雙線性變換法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器時(shí)，首先要對(duì)IIR數(shù)字濾波器的階數(shù)進(jìn)行估計(jì)，相應(yīng)的M文件為：buttord用于巴特沃斯濾波器，cheb1ord用于切比雪夫1型濾波器，cheb2ord用于切比雪夫2型濾波器，ellipord用于橢圓濾波器。同時(shí)，利用zp2tf可以由濾波器的零極點(diǎn)向量和標(biāo)量增益因子得到傳輸函數(shù)分子和分母的系數(shù)向量。因此，F(xiàn)IR濾波器的設(shè)計(jì)基于對(duì)指定幅度響應(yīng)的直接逼近，并通常要求其具有線性相位響應(yīng)。這是因?yàn)榇昂瘮?shù)法比較簡(jiǎn)單，可應(yīng)用現(xiàn)成的窗函數(shù)公式，在技術(shù)指標(biāo)要求不嚴(yán)格的情況下市比較靈活的。這種逼近中最直接的方法，是在時(shí)域中用FIR濾波器的單位脈沖響應(yīng)h(n)去逼近理想的單位脈沖響應(yīng)。表二 5種常見的窗函數(shù)基本參數(shù)類型窗函數(shù)的旁瓣峰過(guò)渡帶寬度加窗后濾波器的阻帶最小衰減rectwin134p/N21bartlet三角258p/N25hanning318p/N44hamming418p/N53blackman5712p/N74 頻率取樣法 窗口設(shè)計(jì)法事從時(shí)域出發(fā)，把理想的用一定形狀的窗口函數(shù)截取成有限長(zhǎng)的h(n)，以此h(
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