【正文】 系統(tǒng)， MATLAB的最初版本便由此 誕生 了 。在這個(gè)頻帶內(nèi)，幅度響應(yīng)從通帶平滑 地 下落到阻帶。工程上是用 沖激響應(yīng)為有限長(zhǎng)的、因果的、穩(wěn)定的線性時(shí)不變系統(tǒng)或具有連續(xù)頻率特性的線性時(shí)不變系統(tǒng)來(lái)逼近理想特性。則理想濾波器輸出為 ??1 ： ( ) [ ( ) ( ) ] ( ) ( )y t x t u t h t K x t ?? ? ? ? ? ? （ 25） 即噪音信號(hào)被濾除 0)(*)( ?thtu ，而信號(hào)無(wú)失真只有延時(shí)和線性放大 。當(dāng)要求在通帶內(nèi)的群延遲是常數(shù)時(shí)，濾波器相位響應(yīng)特性應(yīng)該是線性的。我國(guó)數(shù)字濾波器研制和生產(chǎn)與上述要求相差甚遠(yuǎn)，為縮短這個(gè)差距，電子工程和科技人員肩負(fù)著重大的歷史責(zé)任，而且在世界范圍內(nèi)集成化也是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。 電子工業(yè)正在飛速發(fā)展，對(duì)濾波 器的性能要求越來(lái)越高，功能也越來(lái)越多，對(duì) FIR 濾波器而言，從理論上講要盡可能的降低其階數(shù)，因?yàn)殡S著階數(shù)的增加，實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器的運(yùn)算量就越大，如果階數(shù)不能降低，則對(duì)算法的運(yùn)算在結(jié)構(gòu)上IIR 數(shù)字濾波器是遞歸型，極點(diǎn)位置必須在單位圓內(nèi)，如果落在單位圓外，則濾波器就不穩(wěn)定，另外，這種結(jié)構(gòu)在對(duì)四舍五入進(jìn)行處理的時(shí)候，往往會(huì)產(chǎn)生寄生震蕩。 3. 利用 MATLAB 軟件，采用上述 3 種方法設(shè)計(jì)濾波器，并在 Simulink 環(huán)境下建立系統(tǒng)模型，得出仿真結(jié)果并加以分析。數(shù)字濾波器盡管在語(yǔ)音、聲納、地震的信號(hào)處理中曾經(jīng)發(fā)揮過(guò)作用，但由于以前計(jì)算機(jī)主機(jī)的價(jià)格很昂貴，嚴(yán)重阻礙了數(shù)字濾波器的發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展，數(shù)字濾波器越來(lái)越多的展示出它自身的優(yōu)勢(shì)，正在加速進(jìn)入各種工業(yè)領(lǐng)域 ??3 。在這一時(shí)期，提出了各種各樣的數(shù)字濾波結(jié)構(gòu)，有的以運(yùn)算誤差為最小 誤差為特點(diǎn)，有的則以運(yùn)算速度快見(jiàn)長(zhǎng)，而有的則二者皆有，出現(xiàn)了數(shù)字濾波器的各種實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)遞歸和非遞歸兩類濾波器作了全面的比較，統(tǒng)一了數(shù)字濾波器的基本概念和理論。在這一段時(shí)期，科學(xué)家們做了大量的卓有成效的工作，這些工作為后來(lái)的數(shù)字濾波器的飛速發(fā)展起到了極其重要的奠基作用。如何在較強(qiáng)的噪聲背景下提取出真正的信號(hào)或信號(hào)的特征，并將其應(yīng)用于工程實(shí)際是信號(hào)處理的首要任務(wù)。 5. 并行處理 數(shù)字濾波器的另外一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)并行處理，比如數(shù)字濾波器可采用 DSP 處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)并行處理。并且數(shù)字濾波器多采用大規(guī)模集成電路，也可以用專用的 DSP 處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些大規(guī)模集成電路的故障率遠(yuǎn)比都有一眾多分立元件構(gòu)成的模擬系統(tǒng)的故障率低。相對(duì)于模擬濾波器，數(shù)字濾波器具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字信號(hào)處理 DSP(Digital Signal Proeessing)是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣、變換、綜合、估值和識(shí)別等加工處理，以達(dá)到提取信息和便于應(yīng)用的目的。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析和比較，總結(jié)出每種設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)。由于傳統(tǒng)的模擬濾波器很難滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求 ，因此，對(duì)數(shù)字濾波器的研究具有重要的實(shí)際意義。 北京：清華大學(xué)出版社 [6]樓順天 、 李博菡 ， 基于 MATLAB 的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)－信號(hào)處理 。西安：西安電子科技大學(xué)出版 社 [2]李哲英、駱麗、劉元盛， DSP 基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)。 設(shè)計(jì) 論文 三、進(jìn)度和要求 1. 35 周 查閱資料，確定方案，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。 IIR濾波器保留了模擬濾波器較好的幅度特性，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單有效，但這些特性是以犧牲相位特性為代價(jià) 而獲得的，然而現(xiàn)在許多數(shù)據(jù)傳輸、圖像處理系統(tǒng)都越來(lái)越多的要求系統(tǒng)具有線性相位特性。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題 目 基于 MATLAB 的 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真 專業(yè)名稱 電子信息工程 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 畢業(yè)時(shí)間 2021 年 6 月 畢業(yè) 任務(wù)書(shū) 一、題目 基于 MATLAB 的 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 與仿真 二、指導(dǎo)思想和目的要求 1. 指導(dǎo)思想： 隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展 ， 數(shù)字信號(hào)處理已成為一個(gè)極其重要的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域 ， 在通信 、 語(yǔ)音 、 圖像 、 自動(dòng)控制和家用電器等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用 。數(shù)字濾波器根據(jù)其單位沖激響應(yīng)函數(shù)的時(shí)域特性分為兩種：無(wú)限長(zhǎng)沖激響應(yīng)（ IIR）濾波器和有限長(zhǎng)沖激響應(yīng)（ FIR）濾波器。根據(jù)不同方法的不同設(shè)計(jì)思路編出具體程序，并將其分別進(jìn)行分析比較，利用 Simulink 進(jìn)行仿真并驗(yàn)證； （ 3）經(jīng)過(guò)仿真，將各種方法設(shè)計(jì)出的濾波器對(duì)指定波形濾波前后進(jìn)行比較并得出有關(guān)結(jié)論。 四、主要參考書(shū)及參考資料 [1]高西全、丁玉美，數(shù)字信號(hào)處理。北京 : 科學(xué)出版社 [5]張葛祥 ， 李娜 ， MATLAB 仿真技術(shù)與應(yīng)用 。 北京：科學(xué)出 版社 學(xué)生 ___________ 指導(dǎo)教師 ___________ 系主任 ___________西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 目 錄 摘 要 ...............................................................................................................................I ABSTRACT .................................................................................................................. II 第 1 章 緒論 .................................................................................................................. 1 課題研究的背景及意義 ................................................................................. 1 FIR 數(shù)字濾波器研究概況 .............................................................................. 2 本文的主要研究?jī)?nèi)容 ..................................................................................... 3 第 2 章 數(shù)字濾波器及 MATLAB 語(yǔ)言概述 ............................................................... 4 數(shù)字濾波器的分類 ......................................................................................... 4 常用濾波器的性能指標(biāo) ................................................................................. 5 MATLAB 概述 ................................................................................................ 8 第 3 章 FIR 濾波器的設(shè)計(jì)方法研究 ........................................................................ 10 FIR 數(shù)字濾波 器的數(shù)學(xué)模型和基本結(jié)構(gòu) .................................................... 10 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法 ............................................................................................... 11 頻率采樣法 ................................................................................................... 22 等波紋最佳逼近法 ....................................................................................... 28 本章小結(jié) ....................................................................................................... 29 第 4 章 FIR 濾波器的設(shè)計(jì)和仿真 ............................................................................ 31 設(shè)計(jì)濾波系統(tǒng) ............................................................................................... 31 仿真結(jié)果分析 ............................................................................................... 32 本章小結(jié) ....................................................................................................... 34 結(jié) 論 ............................................................................................................................ 35 致 謝 ............................................................................................................................ 36 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 37 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) .............................................................................................................. 38 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 I 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域中，而數(shù)字濾波技術(shù)在數(shù)字信號(hào)處理中占有極其重要的地位。利用 FDA Tool 工具，采 用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)低通濾波器驗(yàn)證建立的系統(tǒng)模型，同時(shí)使用多臺(tái)示波器對(duì)濾波過(guò)程進(jìn)行全程跟蹤。 finally, in the Simulink environment to establish the FIR digital filter system the FDA Tool tool, using the method of window function low pass filter verifies the system model, and the use of multiple oscilloscope to the filtering process the analysis of the simulation results and parison, summed up the c