【正文】 0 4000 6000 8000 10000 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 00F r e q u e n c y ( H z )Phase (degrees)0 2020 4000 6000 8000 10000 1 0 0 5 0050F r e q u e n c y ( H z )Magnitude (dB) 圖 35 幅頻及相頻響應(yīng)曲線 如 圖 36 所示，采用優(yōu)化設(shè)計法設(shè)計的程序運(yùn)行結(jié)果如下： N=18(列出 hn前 11個數(shù)據(jù) ) hn = 從理論和數(shù)值上分析，相比窗函數(shù)法和頻率采樣法，采用優(yōu)化設(shè)計法設(shè)計的濾波器系數(shù)較少。 4 FIR 數(shù)字濾波器設(shè)計與 SIMULINK 仿真 4． 1 基于 M 語言的 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計與仿真 利用優(yōu)化設(shè)計法軟件實現(xiàn)濾波器在濾噪方面的功能，具體流程圖如圖 41所示： 圖 41 程序流程圖 程序運(yùn)行結(jié)果如圖 42所示： 用優(yōu)化設(shè)計法設(shè)計 FIR 濾波器 hn 對信號 xt 濾波： yt=filter（ hn， xt） 1. 計算并繪圖顯示濾波前后波形 2. 繪圖顯示信號加噪聲波形及頻譜 結(jié)束 xt=xtg 產(chǎn)生信號 xt 并顯示 xt 及其頻譜 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 21 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 500 . 5t/sn(t)( a ) 濾波前的波形0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 1 050510t/sy(t)( b ) 濾波后的波形0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 1 050510t/sx(t)( c ) 信號加噪聲波形0 100 200 300 400 50000 . 51( d ) 信號加噪聲頻譜f / H z幅度 圖 42 濾波前后波形顯示 4． 2 基于 SIMULINK 的設(shè)計與仿真 SIMULINK Simulink 是一個進(jìn)行動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成軟件包，它可以處理線性、非線性系統(tǒng)；離散系統(tǒng)、連續(xù)系統(tǒng)以及混合系統(tǒng)；單任務(wù)、多任務(wù)離散事件系統(tǒng)等?；?Matlab 的 Signal Processing Toolbox工具箱允許 Matlab/Simulink 使用實用的圖形技術(shù)，可以直接將仿真結(jié)果以虛擬實現(xiàn)的形式顯示出來。 信號的流程：一個均勻的寬頻帶的隨機(jī)信號首先經(jīng)過高通濾波器，產(chǎn)生高頻干擾信號，與正弦波信號疊加生成含干擾的正弦波信號，然后再用一個低通濾波器濾除該信號中的高頻干擾，使正弦波信號順利通過。通過兩個濾波器把整個頻率范圍內(nèi)的干擾信號濾除 掉。 設(shè)計數(shù)字濾波器 本論文采用數(shù)字濾波器的設(shè)計與分析工具 (FDAToo1)分別設(shè)計高通、低通數(shù)字濾波器。該高通濾波器將通過大于或者等于 40%Nyquist 頻率的信號，并且濾除小于 25%Nyquist 頻率的信號。根據(jù)設(shè)計指標(biāo)，設(shè)計的低通濾波器的階數(shù)也是 28 階。本論文的具體參數(shù)設(shè)置：開始時間設(shè)置為 ，停止時間設(shè)置為 。 優(yōu)化設(shè)計濾波器的仿真系統(tǒng)的最后結(jié)果如圖 49 所示。比較了窗函數(shù)法、頻率采樣法和優(yōu)化設(shè)計法等設(shè)計方法，通過理論分析比較得出優(yōu)化設(shè)計法是最佳的設(shè)計方法。 由于在 FIR 數(shù)字濾波器的仿真系統(tǒng)過程中使用了一些缺省設(shè)置，雖然對結(jié)果影響不大，但是在對誤差進(jìn)行精確估算時變的十分困難。 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 28 參 考 文 獻(xiàn) [1] 蔣明．?dāng)?shù)字濾波器的設(shè)計和算法的實現(xiàn) [J]．微電子學(xué)與計算機(jī)， 2020， 2(1)：1619． [2] 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向參加論文評審、答辯的專家和老師表示衷心的感謝！ 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 32 附錄 A 用不同方法分別設(shè)計低通濾波器，參數(shù)要求：通帶臨界頻率 fp=2020Hz，通帶允許波動 Rp=ldB，阻帶臨界頻率 fs=4000Hz，阻帶衰減 Rs=50db，截止頻率 Fc=(fp+fs)／ 2=3000Hz，采樣頻率 Fs=22050Hz。 fp=2020。Rs=50。%求歸一化頻率 %選擇窗函數(shù)的類型 (Rs=50 選哈明窗 )并估計窗口長度 M dW=WlsW1p。 end。 win=hamming(N)。%繪制結(jié)果并加網(wǎng)絡(luò) m程序代碼如下： clear