【正文】 。)。頻率/Hz39。 %采用漢寧窗h=hd.*win39。alpha=(N1)/2。 %濾波器邊界頻率wdelta=wswp?，F(xiàn)將原信號與通過濾波器的信號進行比較。也可以新建M文件，輸入程序后保存，在命令窗口（Command Window）中直接輸入M文件名，確定后即可。利用MATLAB設(shè)計濾波器，可以隨時對比設(shè)計要求和濾波器特性調(diào)整參數(shù)，直觀簡便，極大的減輕了工作量，有利于濾波器的設(shè)計最優(yōu)化。因此，下文采用FIR算法來進行濾波器的設(shè)計。采用FIR窗函數(shù)法設(shè)計出來的濾波器具有較為理想的幅頻特性，且能得到線性相位的相頻特性如圖28所示。一般FIR 濾波器設(shè)計僅有計算機程序可利用，因而需要借助于計算機。（5）從設(shè)計上看，IIR濾波器可以利用模擬濾波器設(shè)計的現(xiàn)成的閉合公式、數(shù)據(jù)和表格，可以用完整的設(shè)計公式來設(shè)計各種選頻濾波器。IIR濾波器采用遞歸結(jié)構(gòu)，極點必須在z平面單位圓內(nèi)才能穩(wěn)定。對于IIR濾波器，選擇性越好，其相位的非線性越嚴重。在相同的技術(shù)指標(biāo)要求下，由于IIR數(shù)字濾波器存在輸出對輸入的反饋，因此可以用較少的階數(shù)來滿足要求，所用的存儲單元少，運算次數(shù)少，較為經(jīng)濟。缺點：抽樣頻率只能等于2π/N的整數(shù)倍，或等于2π/N的整數(shù)倍加上π/N。（3）改變N，只能改變窗譜的主瓣寬度，改變W的坐標(biāo)比例以及其絕對值的大小，但不能改變主瓣與旁瓣的相對比例（此比例由窗函數(shù)的形狀決定）。FIR 濾波器線性相位的特點：如果FIR濾波器單位沖激響應(yīng)為實數(shù)，而且滿足以下任一條件：偶對稱h(n)=h(Nn1)；奇對稱h(n)= h(Nn1)；其對稱中心在n=(N1)/2處，則濾波器具有準(zhǔn)確的線性相位。S平面到z平面的變換可采用: (25) (26)令,有： (27)從s1平面到z平面的變換，即 (28)代入上式，得到： （29）一般來說，為使模擬濾波器的某一頻率與數(shù)字濾波器的任一頻率有對應(yīng)關(guān)系，可引入待定常數(shù)c, (210) 則 （211）這種s平面與z平面間額映射關(guān)系就是雙線性變換。（3）利用頻率轉(zhuǎn)換函數(shù)將得到的模擬濾波器轉(zhuǎn)換為IIR低通數(shù)字濾波器；（4）利用域轉(zhuǎn)換函數(shù)將IIR低通濾波器轉(zhuǎn)換為所需技術(shù)指標(biāo)的低通、高通、帶通或帶阻數(shù)字濾波器。如圖26所示：圖26 低通濾波器頻率響應(yīng)幅度特性的容限圖與模擬濾波器類似，數(shù)字濾波器按頻率特性劃分為低通、高通、帶通、帶阻、全通等類型，由于數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)是周期的，周期為2π。 濾波器的性能指標(biāo)我們在進行濾波器設(shè)計時，需要確定其性能指標(biāo)。因此，指標(biāo)的形式一般確定為頻域中幅度和相位的響應(yīng)。隨著MATLAB軟件尤其是MATLAB的信號處理工具箱的不斷完善，不僅數(shù)字濾波器的計算機輔助設(shè)計有了可能，而且還可以使設(shè)計達到最優(yōu)化。IIR 濾波器的特征是，具有無限持續(xù)時間沖激響應(yīng)。通常的FIR數(shù)字濾波器有直接型和級聯(lián)型兩種。缺點： 不能直接調(diào)整零點，因多個二階節(jié)的零點并不是整個系統(tǒng)函數(shù)的零點，當(dāng)需要準(zhǔn)確的傳輸零點時，級聯(lián)型最合適。不同的運算處理方法決定了濾波器實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的不同。不論軟件實現(xiàn)還是硬件實現(xiàn)，在濾波器的設(shè)計過程中，由同一個系統(tǒng)函數(shù)可以構(gòu)造很多不同的運算結(jié)構(gòu)。在不考慮量化影響時，這些不同的實現(xiàn)方法是等效的；但是在考慮量化影響時，這些不同的實現(xiàn)方法性能上就有差異。而采用數(shù)字技術(shù)則避免很多類似的難題，當(dāng)然數(shù)字濾波器在其他方面也有很多突出的優(yōu)點，這些都在前面部分已經(jīng)提到，這些都是模擬技術(shù)所不能及的，所以，采用數(shù)字濾波器對信號進行處理是目前的發(fā)展方向。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，已廣泛地應(yīng)用于各個科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，例如數(shù)字電視、語音、通信、雷達、聲納、遙感、圖像、生物醫(yī)學(xué)以及許多工程應(yīng)用領(lǐng)域。它集數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體,構(gòu)成了一個方便友好的用戶環(huán)境界面。（2）用單片機來實現(xiàn)目前單片機的發(fā)展速度很快，功能也很強，依靠單片機的硬件環(huán)境和信號處理軟件可用于工程實際，如數(shù)字控制、醫(yī)療儀器等。數(shù)字濾波器的實現(xiàn)[6]，大體上有如下幾種方法：（1）在通用的微型機上用軟件實現(xiàn)。雷達信號的數(shù)字濾波器是當(dāng)今十分活躍的研究領(lǐng)域之一。視頻壓縮和音頻壓縮技術(shù)所取得的成就和標(biāo)準(zhǔn)化工作，促成了電視領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，而數(shù)字濾波器及其相關(guān)技術(shù)是視頻壓縮和音頻壓縮技術(shù)的重要基礎(chǔ)。信源編碼、信道編碼、調(diào)制、多路復(fù)用、數(shù)據(jù)壓縮以及自適應(yīng)信道均衡等，都廣泛應(yīng)用數(shù)字濾波器，特別是在數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)通信、圖像通信、多媒體通信等應(yīng)用中，離開了數(shù)字濾波器，幾乎寸步難行。近年來，這5個方面都取得可不少的研究成果，并且，在市場上已出現(xiàn)了一些相關(guān)的軟件和硬件產(chǎn)品。即用專用硬件或計算機識別人講的話，或者識別說話的人；第四，語音增強。（1）語音處理語音處理是最早應(yīng)用數(shù)字濾波器的領(lǐng)域之一，也是最早推動數(shù)字信號處理理論發(fā)展的領(lǐng)域之一。在所有的電子系統(tǒng)中，使用最多技術(shù)最復(fù)雜的要算數(shù)字濾波器了，數(shù)字濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣。數(shù)字信號處理，就是用數(shù)值計算的方法對數(shù)字序列進行各種處理，把信號變換成符合需要的某種形式。上述信號大部分是模擬信號，也有小部分數(shù)字信號。 IIR。關(guān)鍵詞：MATLAB；數(shù)字濾波器；FDATool；SPTool；Simulink；IIR；FIR；MATLABbased Digital Filter Design and SimulationAbstract: The digital filter is one of the most significant applications of DSP. The design process is very plex involving the model approximation, parameter selection, puter simulation and performance analysis, feasibility analysis and a series of work. This article try to solve the hard problem in another way, making the benefit of the advanced software MATLAB and gives some basic MATLAB advice to readers to help them to learn the information of using MATLAB as a tool to design different kinds of digital filters. The design methods of direct programming, FDATool interface and SP Tool signal processing toolbox are introduced in designing digital filter with MATLAB in this article. The imulation figures are given by programming and SPTool signal processing toolbox. Further more, the designed FDA tool filter are called and simulated in SIMULINKKey words: MATLAB。應(yīng)用MATLAB語言設(shè)計數(shù)字濾波器時采用直接程序設(shè)計法、FDATool以及SPTool信號處理工具箱的設(shè)計方法，通過實例，給出了FIR程序設(shè)計法和使用信號處理工具箱中SPTool進行設(shè)計的仿真圖形，并在MATLAB的Simulink環(huán)境下，調(diào)用所設(shè)計的FDATool濾波器進行了仿真。 SPTool 。數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)代信息技術(shù)發(fā)展的大趨勢，而數(shù)字化是智能化和網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，實際生活中遇到的信號多種多樣，例如廣播信號、電視信號、雷達信號、通信信號、導(dǎo)航信號、射電天文信號、控制信號、氣象信號、遙感遙測信號，等等。因此，數(shù)字信號實際上是用數(shù)字序列表示的信號，語音信號經(jīng)采樣和量化，得到的數(shù)字信號是一個一維離散的時間序列；而圖像信號經(jīng)采樣和量化后，得到的數(shù)字信號是一個二維離散空間序列。無論是信號的獲取、傳輸，還是信號的處理和交換都離不開濾波技術(shù)，它對信號安全可靠和有效靈活地傳輸是至關(guān)重要的。在近代電信設(shè)備和各類控制系統(tǒng)中，數(shù)字濾波器的應(yīng)用極為廣泛，這里只列舉部分應(yīng)用最成功的領(lǐng)域。即利用專用數(shù)字硬件或在通用計算機上運行軟件來產(chǎn)生語音；第三，語音識別。主要用于語音數(shù)據(jù)壓縮，目前已經(jīng)建立了一系列語音編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)，大量用于通信和語音處理。（3）通信在通信技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，幾乎沒有一個分支不受到數(shù)字濾波技術(shù)的影響。高清晰度電視的普及指日可待，與之配套的視頻光盤技術(shù)已經(jīng)形成具有巨大市場的產(chǎn)業(yè)；可視電話和會議電視產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代。在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)中，數(shù)字信號處理部分是不可或缺的，因為從信號的產(chǎn)生、濾波、加工到目標(biāo)參數(shù)的估計和目標(biāo)成像顯示都離不開數(shù)字濾波器技術(shù)。例如，在軍事上被大量應(yīng)用于導(dǎo)航、制導(dǎo)、電子對抗、戰(zhàn)場偵測；在電力系統(tǒng)中被應(yīng)用于能源分布規(guī)劃和自動檢測；在環(huán)境保護中被應(yīng)用于對空氣和噪聲干擾的自動檢測；在經(jīng)濟領(lǐng)域中被應(yīng)用于股票市場預(yù)測和經(jīng)濟效益分析，等等。這種實現(xiàn)方法速度較慢，多用于教學(xué)與科研。 MATLAB軟件介紹MATLAB是由美國的MathWorks公司推出的一套高性能的數(shù)值計算和可視化軟件,它是由Matrix(矩陣)和Laboratory(實驗室)的前三個之母組成。另外, MATLAB最重要的特點就是易于擴展,允許用戶自行構(gòu)建指定功能的M文件,從而構(gòu)成適合其他領(lǐng)域的工具箱,這大大擴展了MATLAB的適用范圍。例如