【正文】 ， 20xx [ 3 ] 曹戈， MATLAB 教程及實(shí)訓(xùn) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx [ 4 ] 董長虹 .MATLAB 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用 .北京：國防工業(yè)出版社， 20xx [ 5 ] 薛定宇 .控制系統(tǒng)仿真與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx [ 6 ] 樊昌信，曹麗娜 .通信原理 .第 6 版 .北京：國防工業(yè)出版社， 20xx [ 7 ] 徐東艷，孟曉剛 .MATLAB 函數(shù)庫查詢詞典 .北京：中國鐵道出版社， 20xx. [ 8 ] 鄭君里，楊為理 .信號(hào)與系統(tǒng) .第三版 .北京：高等教育出版社， 20xx. [ 9 ] 丁玉美，高西全 .數(shù)字信號(hào) 處理 .第 2 版 .西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx [10] 余成波 .數(shù)字信號(hào)處理及 MATLAB 釋義與實(shí)現(xiàn) .北京：清華大學(xué)出版社， 20xx [11] 胡壽松 .自動(dòng)控制原理 .第四版 .北京：科學(xué)出版社， 20xx [12] Haykin Adaptive Filtering： Volume II， Blind Deconvolution First [13] John G． Proakis， Masoud Salehi． Contemporary Communication Systems using MATLAB and Simulink． Bei jing： Publishing House of Electronics Industry， 20xx [14] Dixon R C． Spread Spectrum System． Second Edition． John Wiley amp。數(shù)字濾波器比之有更好的精準(zhǔn)正確濾波效率，使用起來更加的穩(wěn)定。 圖 42 濾波器的參數(shù)設(shè)置 李曉艷：基于 MATLAB 的高階帶通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真 20 Scope2 產(chǎn)生的波形如圖 43，是沒有經(jīng)過濾波器過濾的信號(hào)的波形圖，由波形圖可以明顯的 看出信號(hào)的混雜，有很多干擾信號(hào)。 xlabel(39。bandpass39。 W2=200。)。)。 figure(4)。 grid。頻譜特性 39。,[0 1])。xtick39。 ylabel(39。*b39。 ylabel(39。 %傅立葉反變換 figure(1)。 T2=。 %低阻帶邊緣 wpl=*pi。 %X 軸標(biāo)簽 ylabel(39。矩形窗函數(shù)帶通濾波器的單位脈沖響應(yīng) 39。 %求離散的頻響 銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 figure %新建一個(gè)圖形框 stem(n,hn)。 %X 軸標(biāo)簽，歸一化 ylabel(39。矩形窗函數(shù) 39。 %N 階向量 window=boxcar(N)。只需要在 window=Boxcar(N)和 hn = fir1(N1,wc,Boxca(N))的兩個(gè)點(diǎn)根據(jù)需要變動(dòng)函數(shù)。第四，要設(shè)置合適的觀察窗口，以便分析波形數(shù)據(jù)。 使用 MATLAB/SIMULINK 仿真時(shí)，可分為通用或者專用仿真模塊。在進(jìn)行建模時(shí)，各個(gè)需要的模塊拖放好后調(diào)整相應(yīng)的位置，再用鼠標(biāo)將各模塊連接起來，一個(gè)完整的系統(tǒng)就構(gòu)造好了。在 MATLAB 中輩出部分錯(cuò)誤的情況下，還是會(huì)運(yùn)行出結(jié)果，同時(shí)還會(huì)提醒用戶錯(cuò)誤的地方，很是友好。等波紋切比雪夫逼 近運(yùn)用加權(quán)逼近誤差 ()jwEe ，用來表示為： ( ) ( ) ( ( ) ( ) )j w j w j w j wdE e W e H e H e?? （ ） 以上， ()jwWe 在追求比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那闆r下，逼近加權(quán)函數(shù)能夠得到相當(dāng)大的全值，反之，獲得的應(yīng)該是相對(duì)比較小的加權(quán)值?，F(xiàn)實(shí)生活中，僅僅通過運(yùn)用函數(shù)法中的矩形窗的設(shè)計(jì)方法，這樣才能實(shí)現(xiàn)第一種最佳化準(zhǔn)則，不如人意的是吉布斯 (Gibbs )效應(yīng)的無法避免性，讓設(shè)計(jì)的理想性難以實(shí)現(xiàn)，無法滿足人們的需求。 選取內(nèi) N 個(gè)抽樣值得束縛限制條件： ? ? ? ?? ? ? ?? kNHkH mNm ?? ???? 10 ??? Nk （ ） 使得阻帶消減的方法如下： （ 1） 擴(kuò)大演進(jìn)帶寬，舍棄演進(jìn)帶獲得阻帶消弱的添加。 用窗函數(shù)設(shè)計(jì) FIR 濾波器的過程如下： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? jDTFTndIDTFFTjd eHnhnheH ???? ?????? ?????? ?? * 工程中常見的窗函如有很多種，這幾種窗函數(shù) 參數(shù)的比較見表 21 所示。 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法 設(shè)希望逼近的濾波器頻率響應(yīng)函數(shù)為，其單位脈沖響應(yīng)是 ??nhd [6]。 （ 2） 指導(dǎo)一個(gè)具有穩(wěn)定的因果系統(tǒng)的函數(shù)來無限接近這一目標(biāo)的性能參量。 數(shù)字濾波器的操作流程如下圖 22 所示： 李曉艷：基于 MATLAB 的高階帶通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真 4 圖 22 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)步驟 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法 FIR 濾波器的特點(diǎn) 數(shù)字濾波器的原理是指： 在輸入序列中的頻率特性分別與所述數(shù)字濾波器（或頻譜）的輸出序列，所述數(shù)字濾波器的響應(yīng)于所述采樣單元，也稱為與該濾波器的頻域相呼應(yīng)的頻率的分布曲線。 也可以說是將輸入信號(hào)變換成一定的輸出，從而達(dá)到目的，以獲 得有用的信號(hào)。 數(shù)字化信號(hào)在實(shí)際生活中是多種多樣的： 最常見的電視、廣播、通信，與生活密切聯(lián)系的航空、天文氣象，大到軍事上的雷達(dá) 、控制等。 在通信行業(yè)，濾波器對(duì)信號(hào)的處理，相當(dāng)重要。 但是，如果信號(hào)占用的頻帶差距太小出現(xiàn)重疊，傳統(tǒng)濾波器的效果將不會(huì)太明顯，起不到很好的作用。 Window Function Method。我們所生活的世界是充滿了各種各樣的信息，有些是我們需要的，有些對(duì)我們來說卻是多余，而那些多余的信號(hào)往往會(huì)混雜在我們需要的信號(hào)之中傳遞給我們。在社會(huì)通信事 業(yè)的發(fā)展的推動(dòng)下，擴(kuò)頻通信將更具潛力，會(huì)有更寬廣的發(fā)展道路。濾波器就是讓我們所需要的信號(hào)盡可能完整的傳遞給我們，把干擾的噪聲信號(hào)盡可能的消除或者減弱。 新型數(shù)字濾波器根據(jù)濾波特性可以分成低通、高通、帶通和帶阻等濾波器 [4]。 現(xiàn)如今數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)層出不窮，形態(tài)各異，但依舊無法克服設(shè)計(jì)效率較低，無可視化的圖形，參數(shù)較為修改復(fù)雜等缺點(diǎn)。主要應(yīng)用如表 11： 表 11 濾波器在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用 數(shù)字濾波器基本概念 濾波的基本思路就是分析出有用信號(hào)和無用的噪音兩者之間最大的差異特性，在經(jīng)過一系列計(jì)算和改進(jìn)進(jìn)行提取有用信號(hào)的過程。 銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 2 章 基于 MATLAB 的高階帶通濾波器設(shè)計(jì) 方法 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)步驟 數(shù)字濾波器裝置是用于處理具有一個(gè)發(fā)送的選擇特性的一個(gè)數(shù)字信號(hào)的裝置，該系統(tǒng)的 基本原理是利用離散系統(tǒng)特性進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換原始信息， 或者允許信號(hào)的有用頻率分量通過抑制不需要的信號(hào)分量的輸出，獲得一個(gè)數(shù)字信號(hào)，它基本上是由離散時(shí)不變線性系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)該算法的準(zhǔn)確性的限制 [5]。它是利用離散的時(shí)變系統(tǒng)的特性的優(yōu)點(diǎn)，分析輸入信號(hào)的特征，經(jīng)過計(jì)算和處理。除此， FIR 濾波器的單位抽樣響應(yīng)是有限長的，故濾波器必須是平穩(wěn)的 [6]。 濾波器的單位脈沖響應(yīng)理想狀態(tài)下設(shè)定為 ??nh ， N 為抽樣長度值，系統(tǒng)函數(shù)的表達(dá)式為 ??zH （ ） 具有有限長度的序列 h（ n）來替換系統(tǒng)的單位脈沖函數(shù)，這樣一來，非常容易導(dǎo)致錯(cuò)誤，并在頻率影響下，容易產(chǎn)生 GIBBS 效應(yīng)。同也可以通過抽樣值獲得樣和。 銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 （ 3）加大 N。為了實(shí)現(xiàn) FIR DF 的最優(yōu)化設(shè)計(jì) ,運(yùn)用另一種優(yōu)化準(zhǔn)則才是最佳的。它的創(chuàng)始人是美國 New Mexico大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任 Cleve Moler，起初萌發(fā)這一動(dòng)機(jī)是為了解決線性代數(shù)的矩陣運(yùn)算問題，從而減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。還有一點(diǎn)， MATLAB 本身內(nèi)嵌了 SIMULINK 組件，該組件不用編程，只需建立仿真模型，再設(shè)置到相應(yīng)的參數(shù)就可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。SIMULINK 的模塊庫包括公共模塊庫換和專業(yè)模塊庫兩類 [9]。系統(tǒng)是指對(duì)輸入的信號(hào)源的數(shù)學(xué)抽象，系統(tǒng)又可以分為連續(xù)線性，非線性等等。如果不指定參數(shù)屬性， SIMULINK則會(huì)根據(jù)自己的算法自動(dòng)標(biāo)記屬性，然后自動(dòng)檢查，保證得到的數(shù)據(jù)的正確合法化。 %低端通帶截止頻率 whp = *pi。 %新建一個(gè)圖形框 stem(window)。 %新建一個(gè)圖形框 plot(w/pi,20*log(abs(h1)/abs(h1(1))))。 %Y 軸標(biāo)簽 title(39。)。 %新建一個(gè)圖形框 plot(w/pi,20*log(abs(h2)/abs(h2(1))))。 %Y 軸標(biāo)簽 title(39。 %過度帶 M=ceil(2*pi*3/delta)。 k1=0:floor((M1)/2)。impulse response39。 grid。amplitude response39。 set(gca,39。ytickmode39。 fs=15000。頻率 /HZ39。 q=filter(h,1,x)。 title(39。)。)。 Fs=1000。 freqz(P,Q)。 ylabel(39。 圖 44 經(jīng)過導(dǎo)通濾 波器后的波形 銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 結(jié) 論 這個(gè)論文題目是我在眾多題目中認(rèn)真挑選的一個(gè)課題，完成這個(gè)題目有很大的挑戰(zhàn)，這個(gè)題目對(duì)專業(yè)知識(shí)要求特別高，里面的各種函數(shù)變換，公式的熟練使用都要求基本功要踏實(shí)，否則是很難解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題的。 而頻率抽樣法可以說是解決了前一個(gè)設(shè)計(jì)思路的最大的 bug—— 頻譜混疊，但也存在一些不足，具體的方法選擇要看目標(biāo)濾波器的要求，再根據(jù)需求去合適的進(jìn)行匹配選擇。每次我都會(huì)在感覺解決不了的時(shí)候告訴自己，不能被難題打敗，所以在失敗后都會(huì)再鼓足勇氣挑戰(zhàn)。未來的路還很長，讓我們策馬奔騰吧！