【正文】 面進行設計，第一個是濾波器分析系統(tǒng)的初始界面，包括了此次設計的標題，歡迎圖形，及進入下一個界面的按鈕(WELCOM)及退出按鈕(CLOSE)；第二個界面是濾波器分析系統(tǒng)的主界面。我們看到的初始界面是一個完整的整體，但在計算機后臺，設計初始界面由四部分組成：(1)可編輯文本框(Editable text)，用于顯示輸入文本，即此次設計的標題及內(nèi)容信息，對其進行屬性的編輯調(diào)整可以隨意簡便的進行信息的寫入。圖42為其屬性編輯控制器。圖42 屬性編輯控制器(2)坐標軸對象(Axes)，用于顯示圖形，它根據(jù)設計者的設計程序顯示圖形，例如現(xiàn)在顯示的圖形為一個三維圖像，是通過編寫程序進而在執(zhí)行時調(diào)用編寫的M文件而實現(xiàn)的。其命令為：[X,Y]=meshgrid(3:.125:3)。Z=peaks(X,Y)。surf(X,Y,Z)。axis([3 3 3 3 10 5])(3)命令按鈕(Push Buttons)，即初始界面中的按鍵WELCOM及按鍵CLOSE，單擊命令按鈕時，會產(chǎn)生相應的動作，比如當按下WELCOM鍵時會執(zhí)行命令并跳轉(zhuǎn)到濾波器分析系統(tǒng)的主界面，即執(zhí)行命令：function WELCOM_Callback(hObject, eventdata, handles)addpath (39。D:\MATLAB71\work\bysj\liang\ \Filter Design39。)run (39。D:\MATLAB71\work\bysj\liang\ \Filter Design\39。)又如當按下CLOSE鍵時，會彈出一個問題顯示對話框，詢問使用者是否關閉界面，點擊Yes將關閉，點擊No將返回界面控制。如圖43所示：圖43 按下按鍵CLOSE后出現(xiàn)的問題顯示對話框按下CLOSE鍵所執(zhí)行命令為：function CLOSE_Callback(hObject, eventdata, handles)button=questdlg(39。Do you want to continue?39。,...39。Continue Operation39。,39。Yes39。,39。No39。,39。No39。)。if strcmp(button,39。Yes39。) close。else strcmp(button,39。No39。) disp(39。Canceled file operation39。)end 濾波器分析系統(tǒng)的主界面當在第一界面——濾波器分析系統(tǒng)的初始界面上按下按鈕(WELCOM)后，就直接執(zhí)行程序并跳轉(zhuǎn)到了第二個界面——濾波器分析系統(tǒng)的主界面。本節(jié)將詳細介紹此界面，因為這是整個圖形用戶界面設計的關鍵。如圖44所示為濾波器分析系統(tǒng)的主界面的菜單：圖44 濾波器分析系統(tǒng)的主界面的下拉式菜單通過菜單編輯器可以簡單的編輯下拉式或彈出式菜單及修改其屬性，如圖45即為以經(jīng)過編輯的菜單編輯器： 圖45 菜單編輯器這四項菜單均為下拉式菜單，接下來就以四個菜單分類，詳細介紹各自其中的內(nèi)容：(1)System(系統(tǒng))：System中包含了兩大項：IIR system和FIR system，這兩個子系統(tǒng)中又包含許多子項，涵蓋了本文中所有的濾波器。在這兩個系統(tǒng)中，又分別分為Digital Filter(數(shù)字濾波器)與Analog Filter(模擬濾波器)兩個子項，而分別在兩個子項下都同樣包含著Low Pass(低通)、High Pass(高通)、Band Pass(帶通)、Band Stop(帶阻) Filter(濾波器)，另外在FIR system 中還加入了對窗函數(shù)的分析比較。這些濾波器MATLAB實現(xiàn)的M文件(程序)在上文中已全部列出，其時域或頻域幅度相位圖也已羅列，在此不重復列舉。在分析IIR模擬濾波器的時候，分析者可以對模擬高通、帶通、帶阻濾波器的參數(shù)(階次和通帶波紋系數(shù))自行輸入，并對不同參數(shù)輸入的濾波器進行清晰的比較。例如，在分析IIR模擬帶阻濾波器時，對階次為2階和9階，通帶波紋同為10dB的兩個濾波器進行分析，只需按要求輸入不同的參數(shù)即能進行方便快捷的比較，如圖46，圖47所示： 圖46 IIR模擬帶通濾波器參數(shù)輸入選擇圖47 切比雪夫I型帶阻模擬濾波器(階次N=2,9)(2)Analysis(分析)：因為實現(xiàn)的濾波器種類個數(shù)比較多，所以在Analysis中，只對兩種類型的低通濾波器進行比較分析，即從IIR濾波器和FIR濾波器中各選出一種進行分析。IIR 濾波器和FIR濾波器各有所長，IIR 濾波器設計簡單但是往往脫離不了模擬濾波器的格局，F(xiàn)IR濾波器雖然設計靈活，但是階次較高，信號延遲大，所以要對其進行比較，在實際應用中，選擇濾波器型號時，應該從多方面加以考慮。Analysis中有兩項內(nèi)容，即IIR Analyze(IIR濾波器分析)和FIR Analyze(FIR 濾波器分析)。IIR Analyze是對雙線性Z變換設計數(shù)字低通濾波器進行分析，而FIR Analyze是針對切比雪夫逼近法設計數(shù)字低通濾波器進行分析，主要分析了IIR/FIR 數(shù)字低通濾波器的幅頻響應，IIR/FIR 數(shù)字低通濾波器的單位脈沖響應h(n), IIR/FIR 數(shù)字低通濾波器的群延遲特性，IIR/FIR 數(shù)字低通濾波器的零極點分析等四項分析內(nèi)容，如圖48，圖49所示：圖48 IIR 數(shù)字濾波器 Analyze圖49 FIR 數(shù)字濾波器 Analyze由圖48及圖49可以得出，IIR濾波器系統(tǒng)函數(shù)的極點可以位于單位圓的任何位置，因此在相同設計指標下(與FIR濾波器相比)，實現(xiàn)IIR濾波器的階次低，經(jīng)濟效率高，但是以相位非線性為代價的。相反，F(xiàn)IR卻得到嚴格的線性相位，但FIR濾波器系統(tǒng)的極點固定在原點，所以必須使用較高階次的濾波器實現(xiàn)相同的技術指標(與IIR濾波器相比)，通常階次要高510倍，所以致使成本較高，也造成較大的信號延遲。(3)Tool(工具)：此項包含一個子項Live Update(升級)，當計算機未聯(lián)網(wǎng)時，就會彈出一個錯誤信息顯示對話框(Internet is not connected)。如圖410：圖410 錯誤信息顯示對話框(4)Help(幫助)：此項包含兩個子項Help和About。當選擇Help選項時，會執(zhí)行程序調(diào)用并顯示幫助的內(nèi)容；當選擇About選項時，會顯示該圖形用戶界面的版本號及設計時間等相關信息。如圖411：圖411 信息顯示對話框 小結本章介紹了為方便分析者直觀的定性分析、比較各種濾波器而設計出的圖形用戶界面——濾波器分析系統(tǒng)，其內(nèi)容包含了本文中設計的各種濾波器及其分析圖，可以更直觀，更形象，更方便的分析濾波器特性。整個系統(tǒng)分為兩個界面，其內(nèi)容主要包含四部分：System(系統(tǒng))、Analysis(分析)、Tool(工具)、Help(幫助)。在System(系統(tǒng))中，介紹了本文所設計的各種濾波器；Analysis(分析)是對兩大類濾波器(IIR和FIR)進行了簡單的分析比較；Tool(工具)和Help(幫助)給使用者提供必要的幫助提示?？偨Y與展望本次數(shù)字濾波器設計方法是基于MATLAB的數(shù)字濾波器的設計，是用學過的數(shù)字信號理論為依據(jù)，用MATLAB代碼來實現(xiàn)。課程設計過程中，通過IIR數(shù)字濾波器和FIR數(shù)字濾波器的設計實例，說明如何利用MATLAB來完成數(shù)字濾波器的設計。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、圖像處理、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。本文介紹了數(shù)字濾波器的設計背景及MATLAB系統(tǒng)軟件，討論了無限沖激響應和有限沖激響應數(shù)字濾波器的特點?；窘Y構類型和各種設計方法重點放在按頻域技術指標為依據(jù)的基于MATLAB的FIR濾波器設計。在MATLAB環(huán)境下，數(shù)字濾波器的設計已變得非常簡單和高效率，而且FIR濾波器的沖激響應是有限長序列，其系統(tǒng)函數(shù)為一個多項式，它所含的極點多為原點，所以FIR濾波器是穩(wěn)定的?；贛ATLAB實現(xiàn)數(shù)字濾波的設計，可通過修改濾波器的參數(shù)十分方便地改變?yōu)V波器的特性，因此我們有必要對濾波器的設計方法進行研究，理解其工作原理優(yōu)化設計方法，設計開發(fā)穩(wěn)定性好的濾波器系統(tǒng)。掌握濾波器的設計技術和原理能為在通信領域、信號處理領域等諸多領域中對數(shù)字濾波器的設計提供技術和準備，這不僅具有重要的理論意義同時還具有重要的現(xiàn)實意義。致謝歷時將近四個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導老師—姚偉新老師，她對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的幫助我進行論文的修改和改進，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，姚老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。一直以來，姚老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向姚老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。感謝這篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多的幫助，正是由于他們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成，在這里我由衷的向他們說聲謝謝由于我的學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師批評和指正。 完成者： 參考文獻[1] 周輝，董正宏．數(shù)字信號處理基礎及Matlab實現(xiàn)[M]．北京：希望電子出版社，2006：116121． [2] 彭紅平，楊福寶．基于Matlab的FIR數(shù)字濾波器設計[J]．武漢理工大學學報，2005，10（5） ：275278． [3] 薛年喜．Matlab在數(shù)字信號處理中的應用[M]．北京：清華大學出版社，2008：265268．[4]丁玉美, ( 第二版) [ M] .西安: 西安電子科技大學出版社, 2000: 151.[5]鄭阿奇. 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