【導讀】IIR數(shù)字濾波器的特點；2．掌握IIR數(shù)字濾波器的設計方法；波器的階數(shù)N和3dB截止頻率wc,wc為數(shù)字頻率，單位rad。一化值，要求：0≤wp≤1，0≤ws≤1。αp，αs分別為通帶最大衰減。和組帶最小衰減。當ws≤wp時，為高通濾波器；當wp和ws為。二元矢量時，為帶通或帶阻濾波器，這時wc也是二元向量。沃斯模擬濾波器的階數(shù)N和3dB截止頻率Ωc。均為實際模擬角頻率。率，可用于模擬信號和數(shù)字信號；關系：Ω=2pi*f；w=Ω*T=2pi*f/F。(F=1/Ts為采樣頻率，Ts為采樣。頻率的歸一化值，一般是調(diào)用buttord格式計算N和wc。a是按照z-1的升冪排列。A按s的正降冪排列?！骹type=high時，高通；Ωc只有1個值?！骹type缺省時：若Ωc只有1個值，則默認為低通；若Ωc有2個值，貝塞爾、橢圓等多種。在MATLAB信號處理工具箱里，提供

　　

【正文】 9。)。xlabel(39。 頻率 39。)。title(39。 信 號 幅 值 譜39。)。subplot(212)。plot(y_f,y_p(1:nfft/2))。ylabel(39。 功 率 譜 密 度39。)。xlabel(39。頻率 39。)。title(39。信號功率譜 39。)。endEnd 所設計濾波器的通帶曲線02040608010012021002021004005006007008009001000 圖 所設計的帶通濾波器頻譜圖 6007008009001000 圖 原始輸入信號時域及頻譜波形圖 3004005006007008009001000 圖 經(jīng)帶通濾波后的的信號時域及頻域波形圖 結果分析： 經(jīng)圖示可看出該濾波器具有帶通特性，它將通過它的信號在通帶范圍內(nèi)的頻率成分保留，阻帶范圍內(nèi)的頻率成分截止，從而達到濾波作用。 心得體會 為期兩周的課程設計即將結束，在這期間我經(jīng)歷了從查資料、分析課題到學習軟件、設計程序、調(diào)試、總結經(jīng)驗教訓及書寫畢業(yè)論文的過程。 本文主要介紹了基于 MATLAB 的 IIR、 FIR 濾波器的設計和仿真首先分析了 IIR、 FIR 數(shù)字濾波器的原理及設計方法，然后通過 MATLAB 的仿真平臺，通過不同的方法，實現(xiàn) IIR、 FIR 數(shù)字濾波器的仿真，得到仿真波形。在仿真過程中，我們要求衰減的時候，曲線 斜率越大越好，但是我們一般得不出這一的理想值。 通過這次課程設計，我一方面在數(shù)字信號處理方面學到更深的知識，在濾波器仿真及 MATLAB 軟件應用方面也有了比較大的提高，培養(yǎng)了自己的自學能力，另一方面 MATLAB 技術得到了進一步的掌握，這些進步在以后的工作學習中起到跟好的幫助。 第五篇：數(shù)字濾波器調(diào)研報告 數(shù)字濾波器調(diào)研報告 一、數(shù)字濾波器 數(shù)字濾波器由數(shù)字乘法器、加法器和延時單元組成的一種算法或裝置。數(shù)字濾波器的功能是對輸入離散信號的數(shù)字代碼進行運算處理，以達到改變信號頻譜的目的。數(shù)字濾波器對信號濾波的方法是 ：用數(shù)字計算機對數(shù)字信號進行處理，處理就是按照預先編制的程序進行計算。數(shù)字濾波器的原理如圖所示，它的核心是數(shù)字信號處理器。 二、數(shù)字濾波器發(fā)展背景 隨著信息科學與計算技術的迅速發(fā)展，數(shù)字信號處理的理論與應用得到飛躍式發(fā)展，形成了一門極為重要的學科。不僅如此，它還以不同的形式影響及滲透到其他的學科中去。不論是國民經(jīng)濟或者是國防建設都與之息息相關，緊密相連。 我們現(xiàn)實生活中會遇到多種多樣的信號，例如廣播信號、電視信號、雷達信號、通信信號、導航信號、射電天文信號、生物醫(yī)學信號、控制信號、氣象信號、地震勘探信號、機 械振動信號、遙感遙測信號等等。上述這些信號大部分是模擬信號，也有小部分是數(shù)字信號。模擬信號是自變量的連續(xù)函數(shù)，自變量可以是一維的，也可以是二維或多維的。大多數(shù)情況下一維模擬信號的自變量是時間，經(jīng)過時間上的離散化 (采樣 )和幅度上的離散化 (量化 )，這類模擬信號便成為一維數(shù)字信號。因此，數(shù)字信號實際上是用數(shù)字序列表示的信號，語音信號經(jīng)采樣和量化后，得到的數(shù)字信號是一個一維離散時間序列；而圖像 信號經(jīng)采樣和量化后，得到的數(shù)字信號是一個二維離散空間序列。信號處理的目的一般是對信號進行分析、變換、綜合、估值與識別等。如 何在較強的噪聲背景下提取出真正的信號或信號的特征，并將其應用于工程實際是信號處理的首要任務。根據(jù)處理對象的不同，信號處理技術分為模擬信號處理系統(tǒng)和數(shù)字信號處理系統(tǒng)。數(shù)字信號處理(DigitalsignalProcessing， DSP)與模擬信號處理相比有許多優(yōu)點，如相對于溫度和工藝的變化數(shù)字信號要比模擬信號更穩(wěn)健，在數(shù)字表示中，精度可以通過改變信號的字長來更好地控制，所以 DSP 技術可以在放大信號的同時去除噪聲和干擾，而在模擬信號中信號和噪聲同時被放大，數(shù)字信號還可以不帶誤差地被存儲和恢復、發(fā)送和接收、處理和 操縱。許多復雜的系統(tǒng)可以用高精度、大信噪比和可重構的數(shù)字技術來實現(xiàn)。 目前，數(shù)字信號處理已經(jīng)發(fā)展成為一項成熟的技術，并且在許多應用領域逐步代替了傳統(tǒng)的模擬信號處理系統(tǒng)，如通訊、系統(tǒng)控制、電力系統(tǒng)、故障檢測、語音、圖像、自動化儀器、航空航天、鐵路、生物醫(yī)學工程、雷達、聲納、遙感遙測等。 數(shù)字信號處理中一個非常重要且應用普遍的技術就是數(shù)字濾波。所謂數(shù)字濾波，是指其輸入、輸出均為數(shù)字信號，通過一定的運算關系改變輸入信號所含的頻率成分的相對比例或濾除某些頻率成分，達到提取和加強信號中的有用成份，消弱無用的干擾成份的 目的。數(shù)字濾波與模擬濾波相比，有精度高、可靠性高、靈活性好等突出優(yōu)點， 可以滿足對幅度和相位的嚴格要求，還能降低開發(fā)費用，縮短研制到應用的時間，在很多領域逐步代替了傳統(tǒng)的模擬信號系統(tǒng)。 數(shù)字濾波器，在數(shù)字信號處理中有著廣泛的應用，因此，無論是在理論研究上還是在如通訊、 HDTV(高清晰度電視 )、雷達、圖象處理、數(shù)字音頻等實際應用上都有著美好的技術前景和巨大的實用價值。 三、國內(nèi)外發(fā)展狀況 數(shù)字濾波器精確度高、使用靈活、可靠性高，具有模擬設備所沒有的許多優(yōu)點，已廣泛地應用于各個科學技術領域 ,例如數(shù)字電視、語音、通信、雷達、聲納、遙感、圖像、生物醫(yī)學以及許多工程應用領域。隨著信息時代數(shù)字時代的到來，數(shù)字濾波技術已經(jīng)成為一門極其重要的學科和技術領域。以往的濾波器大多采用模擬電路技術，但是，模擬電路技術存在很多難以解決的問題，例如，模擬電路元件對溫度的敏感性，等等。而采用數(shù)字技術則避免很多類似的難題，當然數(shù)字濾波器在其他方面也有很多突出的優(yōu)點，這些都是模擬技術所不能及的，所以采用數(shù)字濾波器對信號進行處理是目前的發(fā)展方向。關于數(shù)字濾波器的研究，在 40 年代末期就有人研究過它的可能性問題，在 50 年代也有人在研究生班討論過數(shù)字 濾波的問題。直到 60 年代中期美國科學家?guī)炖?、圖基總結前人的研究成果，經(jīng)過長期的研究，才開始形成了一套完整關于數(shù)字濾波器的正規(guī)理論。在這一時期，各種各樣的數(shù)字濾波器原理結構和特性被提出，并且出現(xiàn)了各 種數(shù)字濾波器的逼近方法和實現(xiàn)方法，對遞歸和非遞歸兩類濾波器作了全面的比較和分析。數(shù)字濾波器經(jīng)歷了有限沖激響應（ FIR）和無限沖激響應（ IIR）關系的認識轉(zhuǎn)化過程。當利用快速傅利葉變換（ FFT）來實現(xiàn)卷積運算的概念被提出之后，發(fā)現(xiàn)高階有限沖激響應濾波器也可用較高的運算效率來實現(xiàn)，因此使得人們對高性能的有限沖激響應濾 波器的設計方法進行了大量的研究分析，從而出現(xiàn)了此后數(shù)字濾波器設計中頻域方法與時域方法的局面。 我國在 DSP 技術起步較早，產(chǎn)品的研究開發(fā)成績斐然，基本上與國外同步發(fā)展，而在 FPGA 方面起步較晚。全國有 100 來所高等院校從事DSPamp。FPGA 的教學和科研，除了一部分 DSP 芯片需要從國外進口外，在信號處理理論和算法方面，與國外處于同等水平。而在 FPGA 信號處理和系統(tǒng)方面，有了喜人的進展，正在進行與世界先進國家同樣的研究。比如西北工業(yè)大學和國防科學技術大學的 ATR實驗室采用了 FPGA可重構計算系統(tǒng)進行機載圖像處理和自 動目標識別，主要是利用該系統(tǒng)進行復雜的卷積運算，同時利用它的可變?nèi)嵝詠磉_到自適應的目的。北京理工大學研究利用 FPGA提高加解密運算的速度，等等。 隨著我國科學技術的快速發(fā)展，國內(nèi)有很多專家教授在數(shù)字濾波領域展開長期的深入研究，如天津大學的王兆華教授、山東大學的賴曉平教授等。無論是在理論方面還是在工程技術領域，都有很多科研成果。因而數(shù)字濾波器不斷應用在各行各業(yè)里，我國現(xiàn)有濾波器的種類及應用技術己基本上滿足現(xiàn)有各種電信設備需求。從整體而言，我 國無源濾波器發(fā)展比有源濾波器迅速，而數(shù)字濾波器比模擬濾波器的發(fā)展較緩 慢。 關于數(shù)字濾波器理論研究的發(fā)展也帶來了數(shù)字濾波器在實現(xiàn)上的空前發(fā)展。 20 世紀 60 年代起，由于計算機技術、集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展，濾波器的發(fā)展上了一個新臺階，朝著低功耗、高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可靠和價廉等方向努力，其中高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可靠成為 70 年代以后的主攻方向，導致數(shù)字濾波器、 RC 有源濾波器、開關電容濾波器和電荷轉(zhuǎn)移器等各種濾波器的飛速發(fā)展。到 70 年代后期，上述幾種濾波器的單片集成己被研制出來并得到應用， 90 年代至現(xiàn)在主要致力于把各類濾波器應用于各類產(chǎn)品的開發(fā)和研制。當然，對濾波器本身的 研究仍在不斷進行。 目前，國外有許多院校和科研機構在研究基于 FPGA的 DSP應用，比較突出的有 Denmark大學的研究小組正在從事 FPGA實現(xiàn)數(shù)字濾波器的研究。由于 FPGA實現(xiàn)乘法器有困難，因此他們重點研究開發(fā)無乘法的濾波器算法。加州大學洛杉磯分校的研究小組采用運行時重構技術開發(fā)了一種視頻通訊系統(tǒng)，該系統(tǒng)用一片 FPGA 可每幀重構四次完成視頻圖像壓縮和傳送的操作。此外，他們還在進行 Mojave 項目的開發(fā)工作，力圖采用運行時重構技術來實現(xiàn)自動目標識別應用。