【正文】 頻率和頻帶的截止頻率。它的具體選項由Filter Type選項和Design Method選項決定。例如Bandpass(帶通)濾波器需要定義Fstop1(下阻帶截止頻率)、Fpass1(通帶下限截止頻率)、Fpass2 (通帶上限截止頻率)、Fstop2(上阻帶截止頻率)，而Lowpass(低通)濾波器只需要定義FstopFpass1。采用窗函數(shù)設計濾波器時，由于過渡帶是由窗函數(shù)的類型和階數(shù)所決定，所以只需定義通帶截止頻率，而不必定義阻帶參數(shù)。Magnitude Specifications選項，可以定義幅值衰減的情況。例如設計帶通濾波器時，可以定義Wstop1(頻率Fstop1處的幅值衰減)、Wpass (通帶范圍內的幅值衰減)、Wstop2(頻率Fstop2處的幅值衰減)。當采用窗函數(shù)設計時，通帶截止頻率處的幅值衰減固定為6db，所以不必定義。 Window Specifications選項，當選取采用窗函數(shù)設計，該選項可定義，它包含了各種窗函數(shù)?；贛ATLAB 函數(shù)的濾波器設計完成后，需要對已設計的濾波器的頻率響應要進行校核。要得到幅頻、相頻響應特性，運算量也是很大的。而利用MATLAB 強大的信號處理界面工具進行計算機輔助設計，可以快速有效地設計數(shù)字濾波器，大大地簡化了計算量。第四節(jié) FDATOOL設計IIR數(shù)字濾波器我們將以一個IIR 濾波器的設計實例來具體說明使用MATLAB 工具箱的方便。要求設計Chebyshev1 型低通濾波器滿足指標，首先在Response Type 中選擇Bandpass高通濾波器，然后在下面的Desigh Method 中選擇IIR 類型，并且指定Filter Order 項中的階數(shù)Specify Order=10，由于是設計chebyshev 濾波器，其下面Option 就不必選擇。 然后在Frequency Specifications 中選擇Unit 為Hz，給出采樣頻率Fs=1000，；最后在Magnitude Specifications 中選擇Unit 為dB，Apass=1。 設置完成后點擊Design Filter 即可得到所設計的IIR 濾波器。通過菜單選項Analysis 可以在特性區(qū)看到所設計的幅頻響應、相頻響應、沖擊響應和零極點配置等特性。設計完成后將結果保存， 文件，下面是運用FDATool 設計濾波圖35 FDA設計主界面圖36 相頻特性圖37 沖擊響應特性從以上這些我們可以清晰明了的看到設計的該濾波器的幅頻，相頻和沖擊響應特性：我們能夠看到，圖33中Chebshev1 型濾波器具有等紋波的通頻帶、阻帶衰減的特性，總之，使用FDATOOL 工具包設計和分析濾波器，是非常方便易行的，而且交互性良好，不需要極其復雜的程序編制就可以實現(xiàn)。而且我們在最后的仿真模型設計中將載入這一模塊進行信號濾波。第五節(jié) SIMULINK 仿真IIR濾波器SIMULINK是一個進行動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成軟件包。它可以處理的系統(tǒng)包括：線性、非線性系統(tǒng)；離散、連續(xù)及混合系統(tǒng)；單任務、多任務離散事件系統(tǒng)。本章通過調用Simulink中的功能模塊構成IIR數(shù)字濾波器的仿真框圖，在仿真過程中，可以雙擊各功能模塊，隨時改變參數(shù)，獲得不同狀態(tài)下的仿真結果。首先建立信號傳輸仿真模塊，先打開 SIMULINK 工具箱，并且建立一個 Model，在這個空白 Model 中進行環(huán)節(jié)庫及框圖的建立，在 SIMULINK 菜單下找到 Source，雙擊 Source 圖標，將正弦信號源和常量信號源拉到 Model 中，然后分別找到 DSP 離散正弦信號源,乘法 器和加法器以及示波器，然后把需要用來設計 IIR 數(shù)字濾波器的模塊 FDATOOL 都拉到 Model 中，把環(huán)節(jié)都布好后，把各環(huán)節(jié)的端口按框圖連接起來。 下面就來仿真 節(jié)中信號處理的模型，以框圖的方式直觀地現(xiàn)實信號處理的過程，信號源為 f= sin(2*pi*t*40)+sin(3*pi*t*50)+sin(2*pi*t*100)，在 DSP 離散信號模塊中設定參數(shù)分別為 40HZ，75HZ，100HZ,在 simulink 環(huán)境中，將 濾波器文件載 入 FDATOOL 中，生成仿真框圖和濾波效果如圖所示。圖38 仿真模型圖39 濾波效果 結果顯示，仿真模型中顯示 40HZ,75HZ,100HZ 三個不同頻率的正弦信相加后的波形，干擾后的混合信號是一個夾雜多頻率的信號，我們所需要的有用信號（40HZ）在傳輸過程中不可避免的受到其他頻率信號干擾，我們的目的就是得到所需要的 40HZ 頻段信號， 盡可能濾除干擾信號，濾波效果的圖中就是濾波后信號與原始抽樣信號的的波形圖，經(jīng)濾波后，信號周期約為 ,即頻率為 40HZ，說明濾波效果很好。通過分析，說明 SIMULINK 中各種非常有用的工具箱不僅對于設計 IIR 數(shù)字濾波器非常有用，而且對于整個信號仿真處理具有相當可視化的效果，從仿真的效果來看，是達到了技術指標的要求。 總 結通過這幾個實驗，對設計數(shù)字濾波器的整個過程有了很好的掌握。其中對雙線性變換法，巴特沃斯設計模擬濾波器的運用，也更加清楚了。通過對數(shù)字帶通濾波器的設計，熟悉了MATLAB的運行環(huán)境，初步掌握了MATLAB語言在數(shù)字信號處理中一些基本庫函數(shù)的調用和編寫基本程序等應用；熟悉了濾波器設計的一般原理，對濾波器有了一個感性的認識；學會了數(shù)字高通濾波器設計的一般步驟；加深了對濾波器設計中產(chǎn)生誤差的原因以及雙線性變換法優(yōu)缺點的理解和認識?？傊?，使理論聯(lián)系了實際，鞏固并深化了對課本基本知識的認識和理解，使理論得以升華。致 謝本論文是在雷老師的親切關懷和悉心指導下完成的。他嚴肅的科學態(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，雷老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。一直以來，雷老師不僅在學業(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，在此謹向雷老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)設計生活的同學，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。特別感謝我的同學，她們對本課題做了不少工作，給予我不少的幫助。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培，謝謝你們!參考文獻[1] 倪養(yǎng)華．數(shù)字信號處理與實現(xiàn)．上海：上海交通大學出版社，1998[2] 飛思科技產(chǎn)品研發(fā)中心．MATLAB7輔助信號處理技術與應用．北京：電子工業(yè)出版社， 2005[3] 樓順天，李博苗．基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設計一信號處理．西安：西安電子科技大學出版社，1998.[4] 張葛祥，李娜．MATLAB仿真技術與應用．北京：清華大學出版社，2003[5] 胡廣書 數(shù)字信號處理、理論、算法與實現(xiàn)[M] ．北京：清華大學出版社，1997[6] 陳希林，肖明清．一種LabWindows/CVI與MATLAB混合編程的實現(xiàn)方法[J].微計算機信息，2005[7]劉波．MATLAB信號處理．北京：電子工業(yè)出版社，2006[8]施陽等．MATLAB語言工具箱．西安：西北工業(yè)大學出版社，1999[9]丁玉美．數(shù)字信號處理．西安電子科技大學出版社 第二版結束語本文在對濾波器實際設計中用到了多種設計方法，與其他高級語言的程序設計相比，MATLAB 環(huán)境下可以更方便、快捷地設計出具有IIR 數(shù)字濾波器，節(jié)省大量的編程時間，提高編程效率，且參數(shù)的修改也十分方便，還可以進一步進行優(yōu)化設計。但是運用函數(shù)設計法，整個過程的運算量是很大的。設計階數(shù)較高的IIR 濾波器時，計算量更大，設計過程中要改變參數(shù)或濾波器類型時都要重新計算。它需要反復的實驗，而且需要設計者憑借經(jīng)驗設定參數(shù)，平時所要設計的數(shù)字濾波器，階數(shù)和類型并不一定是完全給定的，很多時候要根據(jù)設計要求和濾波效果不斷地調整，以達到設計的最優(yōu)化。在這種情況下，濾波器設計就要進行大量復雜的運算，單純的靠公式計算和編制簡單的程序很難在短時間內完成。因此，基于對象的信號處理工具FDATOOL 以及SPTOOL 界面設計濾波器，可以有效的的解決這一問題，它不僅減少了設計復雜度，而且還為用戶提供了一個便于分析和觀察的界面。本文利用Matlab的信號處理工具及其SIMULINK仿真工具包箱能夠方便快捷地設計和實現(xiàn)各種濾波器，使信號波形更加直觀，并且用FDATOOL工具箱以及專門用于濾波器設計來設計IIR數(shù)字濾波器，充分利用了MATLAB 的交互性好的特點，而且最后用到了SIMULINK 仿真工具箱來實現(xiàn)信號傳輸和濾波器的設計，將濾波器的設計置于一個新的平臺，這對于研究信號的傳輸和處理有著極其重要的作用。 ３３