【正文】 ttord(wp1,ws1,Rp,Rs)；[B,A] = butter(N,Wn)；%確定傳遞函數(shù)的分子、分母系數(shù) [h,f]=freqz(b,a,Nn,Fs_value)。type39。根據(jù)最小階數(shù)直接設(shè)計(jì)模擬低通濾波器原型，用到的函數(shù)有：butter, chebyl,cheby2, ellip 和bessel。濾波器的模擬數(shù)字變換，通常是復(fù)變函數(shù)的映射變換，也必須滿足一定的要求 由于數(shù)字濾波器傳輸函數(shù)只與頻域的相對值有關(guān)，故在設(shè)計(jì)時(shí)可先將濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，設(shè)采樣頻率為Fs，歸一化頻率的計(jì)算公式是： 利用完全設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的步驟：（1）將設(shè)計(jì)指標(biāo)歸一化處理。 5 IIR數(shù)字濾波器的仿真 SIMULINK仿真框圖設(shè)計(jì) 建立信號傳輸仿真模塊，我們首先打開 SIMULINK 工具箱，并且建立一個(gè) Model，在這個(gè)空白Model中進(jìn)行環(huán)節(jié)庫及框圖的建立， 在 SIMULINK菜單下找到Source， 雙擊Source圖標(biāo)，將正弦信號源和常量信號源拉到Model中，然后分別找到DSP 離散正弦信號源,乘法器和加法器以及示波器，然后把需要用來設(shè)計(jì) IIR 數(shù)字濾波器的模塊 FDATOOL 都拉到Model中，把環(huán)節(jié)都布好后，把各環(huán)節(jié)的端口按框圖連接起來。在圖 ，說明濾波的效果比較理想。在 Signals 中選濾波后的信號信號 3，單擊 Spectra 下的 Create 按鈕在彈出的 Spectra Viewer 界面中選擇 Method 為 FFT，Nfft=512，單擊 Apply 按鈕生成濾波后信號的頻譜。 2）單擊Filters列表下的New，按照參數(shù)要求設(shè)計(jì)出濾波器filt1。 4 基于 FDESIGN更加優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法 FDESIGN設(shè)計(jì)方法 FDESIGN 是一種面向?qū)ο蟮臑V波器設(shè)計(jì)方法。 設(shè)置完成后點(diǎn)擊 Design Filter即可得到所設(shè)計(jì)的IIR 濾波器。而利用 MATLAB 強(qiáng)大的信號處理界面工具進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以快速有效地設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，大大地簡化了計(jì)算量。 、 圖 模擬低通幅度 Figure analog lowpass filter’s range 圖 數(shù)字高通幅度 digital high pass filter’s range 圖 數(shù)字帶通幅度 digital band pass filter’s range 結(jié)論 從以上一系列函數(shù)設(shè)計(jì)中，我們由MATLAB 函數(shù)來設(shè)計(jì)濾波器是次優(yōu)化的，它的設(shè)計(jì)步驟為：1 先選擇設(shè)計(jì)方法；2 猜測濾波器參數(shù)，后進(jìn)行設(shè)計(jì)；3 觀察濾波器的響應(yīng)，判斷其是否符合要求；4反復(fù)這一嘗試與失敗過程直到符合要求。)。plot(w/pi,20*log10(abs(h)))。 [Bbs,Abs]=lp2bp(B,A,wo,Bw)。)%(2)設(shè)計(jì)帶通 omegalc=2*tan(wlc/2)/T。w/ 39。 %求畫出數(shù)字濾波器幅頻特性Subplot(3,2,3)。) %(1)設(shè)計(jì)高通 omegach=2*tan(wch/2)/T。w/ 39。 %求原歸一化模擬濾波器的頻率響應(yīng) subplot(3,2,1)。 wuc=*pi。其中，wo= uc lc? ? ， lc uc w B ? ? ? = ,由以上原理我們來編寫如下程%用雙線性變換法設(shè)計(jì)數(shù)字高通和帶通濾波器 clear。只有這樣，最終設(shè)計(jì)結(jié)果才能滿足所給指標(biāo)。 這個(gè)圖也清晰的表示了5類 20個(gè)信號處理工具箱函數(shù)的作用，圖 濾波器設(shè)計(jì)流程 flow of filter’s design在 MATLAB 中，模擬濾波器的系統(tǒng)函數(shù)： （31）數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)：（32）在實(shí)際工程中，需要的設(shè)計(jì)結(jié)果是系數(shù)向量B 和 A，用B 和A 來綜合濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)或軟件運(yùn)算結(jié)構(gòu)，為了直觀的看出設(shè)計(jì)結(jié)果，本文的實(shí)例均以濾波器幅頻響應(yīng)曲線作為設(shè)計(jì)結(jié)果輸出。 3 IIR數(shù)字濾波器的幾種設(shè)計(jì)方法 程序設(shè)計(jì)法IIR 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的一般方法是先設(shè)計(jì)低通模擬濾波器，進(jìn)行頻率變換，將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的（高通，帶通等）模擬濾波器，在轉(zhuǎn)換為高通，帶通或帶阻數(shù)字濾波器，由模擬濾波器設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的方法。 MATLAB 對許多專門的領(lǐng)域都開發(fā)了功能強(qiáng)大的模塊集和工具箱。2 MATLAB簡介 MATLAB 是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括 MATLAB 和SIMULINK兩大部分。 數(shù)字濾波器的技術(shù)要求 我們通常設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器一般屬于選頻濾波器， 我們的目的是要設(shè)計(jì)一個(gè)因果可實(shí)現(xiàn)的濾波器，另外買也要考慮到成本和復(fù)雜性問題，因此實(shí)用中通帶和阻帶都允許一定的誤差容限，即通帶不一定是完全水平的，阻帶也不可能完全衰減到零[2]。數(shù)字濾波器濾波的數(shù)學(xué)表達(dá)式： （11） 如果濾波器的輸入輸出信號都是離散信號，那么該濾波器的脈沖響應(yīng)也一定是離散信號，這樣的濾波器就成為了數(shù)字濾波器。所謂數(shù)字濾波器，是指輸入，輸出均為數(shù)字信號，通過一定運(yùn)算關(guān)系改變輸入信號所含頻率成分的相對比例或者濾除某些頻率成分的硬件。IIR濾波器一般采用遞歸型的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的輸入與輸出服從N階差分方程： 相應(yīng)的傳輸函數(shù)為：設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器就是要確定傳輸函數(shù)中的系數(shù)、或零極點(diǎn)增益、A，使濾波器的頻率特性滿足給定的性能指標(biāo)要求?，F(xiàn)代數(shù)字濾波器可以用軟件或設(shè)計(jì)專用的數(shù)字處理硬件兩種方式來實(shí)現(xiàn),用軟件來實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器優(yōu)點(diǎn)是隨著濾波器參數(shù)的改變,很容易改變?yōu)V波器的性能。而且具有強(qiáng)大的繪圖功能,可以輕松的獲得更高質(zhì)量的曲線圖。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C++ ，JAVA的支持?！　ATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡稱，和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。濾波器設(shè)計(jì)的類型、參數(shù)均有多個(gè)值可供選擇。MATALB 可以創(chuàng)建圖形用戶界面GUI ( GraphicalUser Interface) ,它是用戶和計(jì)算機(jī)之間交流的工具。數(shù)字濾波器因其精度高、可靠性好、靈活性大等優(yōu)點(diǎn), 在語音信號處理、信號頻譜估計(jì)、信號去噪、無線通信中的數(shù)字變頻以及圖像處理等工程實(shí)際應(yīng)用中都很廣泛。濾波器的作用主要是選擇所需頻帶的信號內(nèi)容而抑制不需要的其他頻帶的信號內(nèi)容。所謂圖形用戶界面, 簡稱為GUI, 是由各種圖形對象, 如圖形窗口菜單按鈕、文本框等構(gòu)建的用戶界面。關(guān)鍵詞：MATLAB；GUI ；IIR；濾波器數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真Abstract Facing the huge range of original signal, how to extract the required signal and suppress unwanted signals which need to use the filter. The role of filters is to select the desired signal frequency band and suppress the contents of the other bands do not need the contents of the signal. Digital filters because of their high accuracy, reliability, and flexibility advantages, in the speech signal processing, signal spectrum estimation, signal denoising, the number of wireless munications in frequency as well as image processing and other projects are wide practical application. Impulse response functions in accordance with its timedomain characteristics can be divided into digital filter IIR (finite impulse response) and FIR (infinite impulse response). As a powerful software, MATLAB provides a graphical user interface to prepare the function. The socalled graphical user interface, referred to as the GUI, by a variety of graphic object, such as the graphics window menu button, text box, such as building a user interface. 　　　MATALB can create a graphical user interface GUI (GraphicalUser Interface), it is between user and puter tools. MATLAB support for all users GUl controls are integrated in this environment and provide the interface appearance and behavior in response to the way attribute settings methods, with the improved version, this capability will continue to strengthen. And a powerful graphics capabilities, can easily access to higherquality curve.Keywords: MATLAB；GUI；IIR；filterMATLAB課程設(shè)計(jì)報(bào)告 基于MATLAB GUI的“濾波器設(shè)計(jì)軟件”設(shè)計(jì) 目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù) 12 MATLAB GUI的簡介 23 濾波器設(shè)計(jì)原理 3 3 IIR數(shù)字濾波器 4 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理 4 IIR濾波器設(shè)計(jì)思想 5 IIR濾波器設(shè)計(jì)編程實(shí)現(xiàn) 64 基于Matlab GUI的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)思路及實(shí)現(xiàn) 124. 1 GUI界面設(shè)計(jì)概述 12 “濾波器設(shè)計(jì)軟件”設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)任務(wù) 14 基于Matlab GUI的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 16 “濾波器設(shè)計(jì)軟件”GUI界面設(shè)計(jì) 16 “濾波器設(shè)計(jì)軟件”回調(diào)函數(shù)編寫 17 22 運(yùn)行和結(jié)果顯示 285 設(shè)計(jì)總結(jié)和心得 33 設(shè)計(jì)總結(jié) 33 設(shè)計(jì)心得 34Abstract 35參考文獻(xiàn) 361設(shè)計(jì)任務(wù)1 設(shè)計(jì)目的 GUI設(shè)計(jì)工具應(yīng)用平面2 設(shè)計(jì)要求要求：“濾波器設(shè)計(jì)軟件”設(shè)計(jì)要有人機(jī)交互界面。2 MATLAB GUI的簡介　　MATLAB 是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分?！　ATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完相同的事情簡捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn),使MATLAB成為一個(gè)