【導(dǎo)讀】對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。人們的日常工作和生活之中。而數(shù)字濾波技術(shù)在數(shù)字信號處理中占有積極重要的地位。由于模擬信號處理最主要的缺點是難以處理比較復(fù)雜信號，難以滿足總也生產(chǎn)需求。要對輸入信號進行處理，以提取有用信號。有限長沖激響應(yīng)濾波器在數(shù)字信號。計中繁瑣的計算。本文首先介紹數(shù)字濾波器的發(fā)展概況以及分類，分析FIR數(shù)字濾波器。最佳逼近法，通過調(diào)用Matlab函數(shù)設(shè)計FIR數(shù)字濾波器。繪制對應(yīng)的幅頻特性曲線，進行對比分析，最后總結(jié)出每種設(shè)計方法的特點。過變換后的另一組數(shù)字量。隨著數(shù)字信息時代的到來，數(shù)字信號處理已成為一門重要的學科和技術(shù)領(lǐng)域。學運算處理來達到頻域濾波的目的。

　　

【正文】 此頻率采樣法設(shè)計的基本流程是： 確定頻率特性指標 ()jdHe? 對給定的理想濾波器的頻率響應(yīng) ()jwHe 加以等間隔的抽樣 ，得到 ()dhk： ( 2 )( ) ( ) kNjwdd wH k H e ??? k=0,1,…,N 1 再對 N 點 Hd(k)進行 IDFT，得到 h(n) h(n)=1/N??1N0 kn/ N2)(dk ejkH π,n=0,1,…… ,N1 h(n)作為所設(shè)計的濾波器的單位脈沖響應(yīng)，其系統(tǒng)函數(shù) H(z)= ?? ?1N0n )( nznh 利用頻率采樣設(shè)計 fir 濾波器的條件 由于要求設(shè)計出的濾波器是實系數(shù)的線性相位 FIR 濾波器，所以 ()jdHe? 的取樣值還需要滿足線性相位濾波器的約束條件。 利用頻率采樣法設(shè)計低通濾波器 實例 （ 1）設(shè)計要求：用頻率采樣法設(shè)計第一類線性相位低通 FIR 數(shù)字濾波器，要 求 通帶截止頻率為 ?? ?p ，阻帶最小衰減大于 40dB，過渡帶寬度 16/??tB 。 （ 2）參數(shù)計算： 由過度帶寬 △ w=π /16,α s=40dB，可知過度帶采樣點數(shù) m=2,故總的頻率采樣采樣點數(shù) N=2π (m+1)/△ w =96。 （ 3） 源程序見附錄 （ 4） 仿真結(jié)果 頻率采樣 Hd(ej2π /N)= IDFT H (z) h(n) ZT Hd(k) 湖南商學院畢業(yè)論文 第 19 頁 共 39 頁 圖 34 濾波器的頻譜圖 FIR濾波器的最優(yōu)等波紋設(shè)計法 設(shè)計思想 設(shè)計實例 （ 1）設(shè)計要求 用等波紋最佳逼近法設(shè)計低通 FIR 數(shù)字濾波器，設(shè)計指標與窗函數(shù)設(shè)計相同：通帶截止頻率為 ?? ?p ，阻帶截止頻率為 ?? ?s ，通帶最大衰減為 dBp 1?? ，阻帶 湖南商學院畢業(yè)論文 第 20 頁 共 39 頁 最小衰減 dBs 60?? 。 （ 2）參數(shù)計算 湖南商學院畢業(yè)論文 第 21 頁 共 39 頁 湖南商學院畢業(yè)論文 第 22 頁 共 39 頁 4 FIR 數(shù)字濾波器 simulink 仿真 simulink 介紹 Simulink 是 MATLAB 環(huán)境下對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的一個軟件包。該系統(tǒng)的兩個主要功能就是仿真（ simu） 與 (連接 )link。 它可以處理離散與連續(xù)系統(tǒng)、單任務(wù)與多任務(wù)離散時間系統(tǒng)、線性與非線性系統(tǒng)等等，此技術(shù)已覆蓋在通信、信號處理、控制等各個領(lǐng)域。 Simulink 提供了圖形化的用戶界面，用戶只需要調(diào)用現(xiàn)成的圖形模塊 ，并將他們適當?shù)剡B接起來構(gòu)成系統(tǒng)模型，就能夠?qū)ο到y(tǒng)進行仿真，因其是交互式的應(yīng)用程序，這使得用戶可以在仿真過程中，隨時修改仿真參數(shù)，干預(yù)仿真過程。它可以處 理離散與連續(xù)系統(tǒng)、線性與非線性系統(tǒng)、單任務(wù)與多任務(wù)離散時間系統(tǒng)等等。 Simulink 與 matlab 有效的結(jié)合為用戶提供給了豐富的 matlab 資源，使用戶能夠建立仿真模型、監(jiān)控仿真過程、分析仿真結(jié)果。 而 simulink 中的 signal processing blockset(信號處理模塊 )為用戶提供了兩百多個數(shù)字信號處理和數(shù)學函數(shù)，從而可以利用實用的圖形技術(shù)，將仿真結(jié)果以虛擬實現(xiàn)的形式直接地顯示出來。這一優(yōu)勢適用于大 湖南商學院畢業(yè)論文 第 23 頁 共 39 頁 多對象，讓 simulink 在仿真領(lǐng)域的應(yīng)用上了一個新的臺階。 simulink 仿真步驟 圖 41 simulink 仿真流程圖 設(shè)計數(shù)字濾波器 設(shè)計 要求 利用 一個頻率為 100hz 的正弦波與 一個 經(jīng)過高通濾波器處理后的隨機信號 ，兩個信號 疊加形成受干擾的信號 ，采用 simulink 環(huán)境下的 filtering 模塊中的 FDA TOOL 設(shè)計一個低通濾波器，濾出頻率小于等于 100HZ 的信號。 設(shè)計仿真實現(xiàn) （ 1） 添加模塊， 分別從 simulink信號庫的 signal processing sources中調(diào)用 信號源為 100HZ的正弦波 （ sine wave） ，一個 噪聲 源（ randomdom）經(jīng) 高通濾波器處理后 產(chǎn)生一個 隨機信號 ，這兩個信號疊加 后送入低通濾波器中 ， 并用 signal processing sinks 中的 vector scope 顯示結(jié)果， 構(gòu)建如圖 42 所示的系統(tǒng)模型進行仿真。 建立模型窗口 設(shè)置模塊窗數(shù) 連接各個模塊 添加模塊 設(shè)置系統(tǒng)仿真參數(shù) 系統(tǒng)仿真 觀察仿真結(jié)果 湖南商學院畢業(yè)論文 第 24 頁 共 39 頁 圖 42 濾波器仿真系統(tǒng)模型 （ 2）修改模塊參數(shù) 濾波器類型為低通 (lowpass)，設(shè)計方法選擇 FIR 窗函數(shù)法 (window)，阻帶衰減 α s為 60db, 所以選擇凱塞窗 (kaiser) ，通帶頻率 (FPASS)fp=100hz, 阻 帶 頻 率(PSTOP)fs=200hz，采樣頻率 fs=1000hz,該低通濾波器參數(shù)設(shè)置如圖 43所示 : 湖南商學院畢業(yè)論文 第 25 頁 共 39 頁 圖 44 低通濾波器 參數(shù)設(shè)置 圖 45 標準正弦信號源設(shè)置 湖南商學院畢業(yè)論文 第 26 頁 共 39 頁 （ 5）設(shè)置仿真參數(shù) 點擊模型窗口 simulationconfiguration parameters 選項，打開仿真參數(shù)設(shè)置對話框，設(shè)置如圖 46 所示，其中，開始時間為 ，停止時間為 4ms， 將 solver options 中的 type設(shè)置為 fixedstep， slover 設(shè)置為 discrete，即非連續(xù)狀態(tài)， fixedstep size 以及 tasking mode for periodic sample times 設(shè)置為 auto。設(shè)置好仿真模塊參數(shù)以及系統(tǒng)仿真參數(shù)后，進行仿真。 （ 4）仿真結(jié)果分析 仿真后，三個示波器的顯示波形分別如圖 4 4 49 所示。 湖南商學院畢業(yè)論文 第 27 頁 共 39 頁 圖 47 標準正弦信號源 如圖 46 所示，信號源是一個由 signal processing 模塊中的 sine wave 產(chǎn)生的 f= 100HZ,A=3 的正弦信號。 疊加干擾信號后的正弦信號如圖 47 所示 : 圖 48 加干擾信號的正弦信號 湖南商學院畢業(yè)論文 第 28 頁 共 39 頁 圖 49 濾除噪聲后的信號 從圖中可以看出，疊加了干擾信號后的正弦信號， 通過窗函數(shù)設(shè)計的 FIR 低通濾波器處理后，得到的信號與原來的正弦信號很接近，此低通濾波器設(shè)計比較合理。 湖南商學院畢業(yè)論文 第 29 頁 共 39 頁 (另起一頁，此說明打印時刪除 ) 湖南商學院畢業(yè)論文 第 30 頁 共 39 頁 參考文獻 參考文獻以近三年的為主， 數(shù)量不少于 30 篇， 其中英文文獻不少于 10%，此說明打印時刪除 。 湖南商學院畢業(yè)論文 第 31 頁 共 39 頁 (另起一頁，此說明打印時刪除 ) 致 謝 湖南商學院畢業(yè)論文 第 32 頁 共 39 頁