【正文】 39。*w)。subplot(2,2,2),plot(w./pi,abs(X),39。k39。)。xlabel(39。\omega/\pi39。)。ylabel(39。Hd(\omega)39。)。axis([0,1,])。title(39。幅頻特性39。)。subplot(2,2,3),plot(w./pi,20*log10(abs(X)),39。k39。)。title(39。幅頻特性39。)。xlabel(39。\omega/\pi39。)。ylabel(39。dB39。)。axis([0,1,80,10])。運(yùn)行結(jié)果如下：312 用頻率采樣法設(shè)計(jì)FIR帶通濾波器的運(yùn)行結(jié)果該低通濾波器的理想特性為阻帶頻率，通帶頻率為，由運(yùn)行結(jié)果可以看出，設(shè)計(jì)出的濾波器實(shí)際特性為截止頻率分別是和，阻帶起始頻率分別是和，過(guò)渡帶寬度分別是和。 等波紋最佳逼近法等波紋最佳逼近法是一種優(yōu)化設(shè)計(jì)法，它克服了窗函數(shù)法和頻率采樣法的缺點(diǎn)，使最大誤差（即波紋的峰值）最小化，并在整個(gè)逼近頻段上均勻分布。用等波紋最佳逼近法設(shè)計(jì)的FIR數(shù)字濾波器的幅頻響應(yīng)在通帶和阻帶都是等波紋的，而且可以分別控制通帶和阻帶波紋的幅度。1. 下面用remez函數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)27階的FIR低通濾波器，程序如下：%n=27，通帶截止頻率為，阻帶截止頻率為，clear。close all。clc。n=27。 f=[0 1]。 a=[1 1 0 0]。 w=[ ]。 b=remez(n,f,a,w)。 freqz(b)。運(yùn)行結(jié)果如下:圖313 濾波器的幅頻特性曲線(xiàn)和相頻特性曲線(xiàn)2. 用remez函數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)30階的高通濾波器，程序如下：%n=30，通帶截止頻率為，阻帶截止頻率為，clear。close all。clc。n=30。 f=[0 1]。 a=[0 0 1 1]。 w=[ ]。 b=remez(n,f,a,w)。 freqz(b)。運(yùn)行結(jié)果如下：圖314 濾波器的幅頻特性曲線(xiàn)和相頻特性曲線(xiàn) 本章小結(jié)通過(guò)采用三種不同的方法設(shè)計(jì)濾波器，得出結(jié)論：窗口設(shè)計(jì)法概念清楚，但臨界頻率難以控制；頻率采樣法在取樣點(diǎn)處精確保證頻響要求，克服了窗函數(shù)設(shè)計(jì)法臨界頻率不易控制的缺點(diǎn)，但不能確保截止頻率的自由取值；等波紋最佳逼近法在相同階數(shù)下，可以獲得更好的頻率特性和衰減特性，但通帶不平滑。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)具體情況選擇合適的方法設(shè)計(jì)濾波器，以確保最大程度的滿(mǎn)足實(shí)際的需要。第4章 FIR濾波器的設(shè)計(jì)和仿真 設(shè)計(jì)濾波系統(tǒng)Simulink是一種用來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真的軟件工具。它是MATLAB的一個(gè)附加組件，可用于實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（包括連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)）的建模、分析和仿真。Simulink中的信號(hào)處理模塊（Signal Processing Blockset）提供了200多個(gè)高級(jí)數(shù)字信號(hào)處理（DSP）和數(shù)學(xué)函數(shù)，包括變換、矩陣運(yùn)算、FIR、IIR、自適應(yīng)濾波器等的實(shí)現(xiàn)。本章主要使用Signal Processing Blockset對(duì)FIR數(shù)字濾波器進(jìn)行仿真建模。通過(guò)調(diào)用Simulink中的功能模塊構(gòu)建數(shù)字濾波器的仿真模型，在仿真過(guò)程中，通過(guò)雙擊各功能模塊改變參數(shù)，以獲得不同狀態(tài)下的仿真結(jié)果。建立的模型如圖41所示，利用一個(gè)頻率為100Hz的正弦波與經(jīng)過(guò)高通濾波器處理后的隨機(jī)信號(hào)疊加形成受干擾的信號(hào)，采用Simulink環(huán)境下的filtering模塊中的FDA Tool設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器，濾出頻率小于等于100Hz的信號(hào)。圖41 濾波器仿真模型 仿真結(jié)果分析使用圖41所示的系統(tǒng)模型進(jìn)行濾波器仿真，信號(hào)源為100Hz的正弦波，疊加一個(gè)高頻噪聲后送入低通濾波器中。濾波器的參數(shù)設(shè)置如圖42所示，濾波器類(lèi)型為低通，設(shè)計(jì)方法選用FIR窗函數(shù)法，阻帶衰減設(shè)置為60dB，所以選擇凱塞窗，通帶頻率為100Hz，阻帶頻率為200Hz。該低通濾波器的單位沖激響應(yīng)如圖43所示。圖42 FDA Tool 參數(shù)設(shè)置圖43 低通濾波器的單位沖激響應(yīng)。仿真模塊運(yùn)行后，示波器顯示的波形如圖4圖45和圖46所示。 圖44 Scope1(信號(hào)源)圖44所示的信號(hào)源是一個(gè)頻率為100Hz，幅度為3的正弦信號(hào)，是由Signal Processing Blockset模塊中的Sine Wave產(chǎn)生。圖45 Scope2（疊加噪聲后的信號(hào)）圖45所示的受噪聲干擾的信號(hào)是由信號(hào)源和一個(gè)經(jīng)過(guò)高通濾波器的隨機(jī)信號(hào)疊加而成。隨機(jī)信號(hào)通過(guò)Signal Processing Blockset模塊中的Random Source產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)由FDA Tool設(shè)計(jì)的高通濾波器，濾除低頻部分后與信號(hào)源疊加。 圖46 Scope3（經(jīng)過(guò)濾波器濾除噪聲后的信號(hào)）疊加了高頻噪聲的信號(hào)經(jīng)過(guò)利用FDA Tool工具箱及窗函數(shù)法設(shè)計(jì)的FIR低通濾波器，濾除高頻噪聲后的信號(hào)如圖46所示，可以看出，經(jīng)過(guò)低通濾波器處理后的信號(hào)與信號(hào)源波形一致，（Scope1與Scope3波形對(duì)比），說(shuō)明此低通濾波器的設(shè)計(jì)還是比較成功的。 本章小結(jié)本章對(duì)疊加了高頻噪聲的正弦信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，通過(guò)對(duì)輸出波形的觀察，濾波效果還是比較理想的，通過(guò)對(duì)FDA Tool的熟練使用，幾乎可以實(shí)現(xiàn)所有類(lèi)型的數(shù)字濾波器，只需更改其中的參數(shù)即可，設(shè)置好參數(shù)后，可以很直觀的通過(guò)圖像來(lái)觀察所設(shè)置濾波器的性能指標(biāo)?；贛atlab/Simulink的仿真技術(shù)為能在一個(gè)建模環(huán)境中進(jìn)行可視化操作和與動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（用Matlab Simulink描述）進(jìn)行交互提供了一種有效的解決方案，拓展了Matlab和Simulink在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中的應(yīng)用能力。 結(jié) 論通過(guò)仿真建模對(duì)比分析了三種濾波器的設(shè)計(jì)方法。在同樣的階數(shù)下，等波紋最佳逼近法可以獲得最佳的頻率特性和衰耗特性，具有通帶和阻帶平坦，過(guò)渡帶窄等優(yōu)點(diǎn)；頻率取樣法設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單，但阻帶衰減明顯，若適當(dāng)選取過(guò)渡帶樣點(diǎn)值，會(huì)取得較窗函數(shù)法略好的衰耗特性；窗函數(shù)設(shè)計(jì)法在階數(shù)較低時(shí)，阻帶特性不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，只有當(dāng)濾波器階數(shù)較高時(shí)，使用海明窗和凱塞窗可以達(dá)到阻帶衰耗要求。FIR濾波器以其穩(wěn)定、容易實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的線(xiàn)性相位，以及使處理后的信號(hào)不產(chǎn)生相位畸變等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于實(shí)際中。FDA Tool是一個(gè)很實(shí)用的濾波器設(shè)計(jì)工具，避免了繁瑣的編程過(guò)程，可以很直觀的觀察所設(shè)計(jì)濾波器的各項(xiàng)性能指標(biāo)。程序設(shè)計(jì)法雖然較為繁瑣，但通過(guò)使用各種方法設(shè)計(jì)濾波器，可以加深對(duì)設(shè)計(jì)原理、過(guò)程的理解和掌握。致 謝誠(chéng)摯地感謝XXX老師的熱情幫助和精心指導(dǎo)！如果沒(méi)有老師的指導(dǎo)，我想我是很難在這么短的時(shí)間內(nèi)順利完成論文的設(shè)計(jì)。本文是在XXX老師的指導(dǎo)和支持下完成的。李老師的教學(xué)態(tài)度、敬業(yè)精神對(duì)我產(chǎn)生了很大影響。她清晰的思路和細(xì)心的教導(dǎo)給予我很大的啟迪。最后，再次對(duì)在大學(xué)四年里關(guān)心和幫助我的老師們表示衷心地感謝！參考文獻(xiàn)[1]高西全、丁玉美，數(shù)字信號(hào)處理。西安：西安電子科技大學(xué)出版社[2]李哲英、駱麗、劉元盛，DSP基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)。北京：航空航天大學(xué)出版社 [3]賀超英，MATLAB應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)教程。北京：電子工業(yè)出版社 [4]陳桂明，張明照，戚紅雨，應(yīng)用Matlab語(yǔ)言處理數(shù)字信號(hào)與數(shù)字圖像。北京: 科學(xué)出版社[5]張葛祥，李娜，MATLAB仿真技術(shù)與應(yīng)用。北京：清華大學(xué)出版社[6]樓順天、李博菡，基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)－信號(hào)處理。西安：西安電子科技大學(xué)出版社[7]董長(zhǎng)虹等，MATLAB信號(hào)處理與應(yīng)用。北京：國(guó)防工業(yè)出版社[8] [美] 著，張建華等譯，數(shù)字信號(hào)處理。北京：科學(xué)出版社畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 經(jīng)過(guò)了三個(gè)月的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束。起初拿到題目后我就在網(wǎng)上查閱了大量的資料，也查閱了很多的相關(guān)書(shū)籍，加上老師的幫助，找到了很多與此次畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)內(nèi)容。我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所選的課題是基于MATLAB的FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真。該設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)受噪聲干擾的信號(hào)進(jìn)行噪聲濾除。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)使用MATLAB軟件進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理有了更深的理解和掌握，在理論和實(shí)踐上都得到了很大的提高，所以這次任務(wù)的完成使我學(xué)到了很多東西。豐富了自己的知識(shí)面，學(xué)到了以前沒(méi)能學(xué)通的東西，具體了解了怎樣去完成一個(gè)濾波器的設(shè)計(jì)與仿真。此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)習(xí)并熟悉了MATLAB的編程方法和數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)思路，了解了數(shù)字濾波器的工作原理，鞏固了MATLAB語(yǔ)言的使用能力，提高了自己動(dòng)手的能力，學(xué)到了很多知識(shí)，并且提高了自己分析問(wèn)題的能力。使自己在程序設(shè)計(jì)和軟件仿真方面樹(shù)立了信心，為以后從事這方面的工作打好了基礎(chǔ)，這也是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲。撰寫(xiě)畢業(yè)論文的過(guò)程是訓(xùn)練我們獨(dú)立地進(jìn)行科學(xué)研究的過(guò)程。撰寫(xiě)畢業(yè)論文是學(xué)習(xí)怎么進(jìn)行科學(xué)研究的一個(gè)極好的機(jī)會(huì)，有指導(dǎo)教師的指導(dǎo)與傳授，可以減少摸索中的一些失誤，少走彎路，更是一次系統(tǒng)的、全面的實(shí)踐機(jī)會(huì)。撰寫(xiě)畢業(yè)論文的過(guò)程，同時(shí)也是對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程，而且是更生動(dòng)、更切實(shí)、更深入的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。在此再次向我的導(dǎo)師XXX老師和在此期間所有給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)致以衷心的感謝！