【導(dǎo)讀】用數(shù)字濾波器進(jìn)行信號處理。本論文介紹了基于MATLAB數(shù)字濾波器的設(shè)計與仿。在滿足條件的前提下，從抽象的濾波器系數(shù)上看，優(yōu)化算法設(shè)計的數(shù)字濾波。器的階數(shù)相對而言要低，克服了傳統(tǒng)設(shè)計方法的缺點(diǎn)。能取得很好的效果。

　　

【正文】 統(tǒng)中，對仿真環(huán)境的參數(shù) Simulation Configuration parameters 設(shè)置，設(shè)置的時候具有很大的靈活性，可 根據(jù)具體情況靈活設(shè)置。本論文的具體參數(shù)設(shè)置：開始時間設(shè)置為 ，停止時間設(shè)置為 。在 Solver options河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 26 選項中，把類型設(shè)置為 Fixedstep。 Solver 設(shè)置為 discrete(即非連續(xù)狀態(tài) )，下面的二個框欄依次設(shè)置為： Auto, Auto。仿真模塊參數(shù)和仿真系統(tǒng)參數(shù)都設(shè)置好參數(shù)之后，就可以進(jìn)行仿真了。 優(yōu)化設(shè)計濾波器的仿真系統(tǒng)的最后結(jié)果如圖 49 所示。從仿真的輸出 波形可以看出，濾波后的信號的幅度和頻率都與標(biāo)準(zhǔn)的正弦信號比較接近： 圖 49 優(yōu)化濾波后的信號 4． 3 本章小結(jié) 根據(jù)在 第三章的 優(yōu)化 設(shè)計方法，設(shè)計了濾波器，在 Simulink 環(huán)境下建立了一個數(shù)字濾波器系統(tǒng)仿真模型，把原始信號和干擾信號同時輸入，在仿真模 型中濾除干擾，用示波器來顯示 。以仿真圖的形式直觀的給出了濾波器的性能。 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 27 結(jié) 論 本文分析了 FIR 數(shù)字濾波器的基本理論，探討了 FIR 數(shù)字濾波器的各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，以及具有線性相位的約束條件。比較了窗函數(shù)法、頻率采樣法和優(yōu)化設(shè)計法等設(shè)計方法，通過理論分析比較得出優(yōu)化設(shè)計法是最佳的設(shè)計方法。 本文的主要研究結(jié)論如下： ，在滿足 條件的前提下，從抽象的濾波器系 數(shù)上看，用窗函數(shù)和頻率采樣法設(shè)計的數(shù)字濾波器的階數(shù)較高，而用 優(yōu)化算法設(shè)計的數(shù)字濾波器的階數(shù)相對而言要低。 ，并在 Simulink 仿真環(huán)境中用優(yōu)化設(shè)計法 設(shè)計 濾波器 搭建了一 個數(shù)字濾波系統(tǒng)。原始信號和干擾信號同時輸入數(shù)字濾波器，結(jié)果表明：在滿足設(shè) 計指標(biāo)的前提下，優(yōu)化設(shè)計法設(shè)計的濾波器在信號幅值附近的濾波效果比較 好。 由于在 FIR 數(shù)字濾波器的仿真系統(tǒng)過程中使用了一些缺省設(shè)置，雖然對結(jié)果影響不大，但是在對誤差進(jìn)行精確估算時變的十分困難。所 以在以后做進(jìn)一步深入研究的時候仍然需要注意。 數(shù)字濾波技術(shù)是數(shù)字信號處理的核心技術(shù)，是一個重要的研究課題。而 FIR 數(shù)字濾波器因其具有穩(wěn)定、可以做成線性相位等優(yōu)點(diǎn)，正加速應(yīng)用在電力諧波治理、數(shù)字語音系統(tǒng)、地下管道檢測系統(tǒng)，將來必定在更廣的領(lǐng)域得到應(yīng)用。 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 28 參 考 文 獻(xiàn) [1] 蔣明．?dāng)?shù)字濾波器的設(shè)計和算法的實(shí)現(xiàn) [J]．微電子學(xué)與計算機(jī)， 2020， 2(1)：1619． [2] 閻毅，黃聯(lián)芬等．?dāng)?shù)字信號處理 [M]．北京：北京大學(xué)出版社， 2020： 162193． [3] 程佩青．?dāng)?shù)字濾波器引 論 [M]．北京：清華大學(xué)出版社， 1986： 13． [4] 楊愛琴，李曉萍．濾波器的發(fā)展與展望 [J]．電子科技， 1995， (2)： 711． [5] 張洪濤，萬紅，楊述斌．?dāng)?shù)字信號處理 [M]．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2020： 14． [6] 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軟件應(yīng)用方面有了比較大的提高，培養(yǎng)了自己的自學(xué)能力，這些進(jìn)步對在以后的工作學(xué)習(xí)中起到了很好的幫助。 同時，感謝我周圍的同學(xué)們，是他們營造出積極向上的學(xué)習(xí)環(huán)境和溫暖如家的生活氛圍，給我鼓勵和關(guān)懷，并且還要感謝所有在論文完成期間支持我，幫助我 、鼓勵我的朋友。 向養(yǎng)育我二十多年的父母表示深深的感謝，我在校園里學(xué)習(xí)的每一分鐘的背后都流淌著他們的血汗！ 向參加論文評審、答辯的專家和老師表示衷心的感謝！ 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 32 附錄 A 用不同方法分別設(shè)計低通濾波器，參數(shù)要求：通帶臨界頻率 fp=2020Hz，通帶允許波動 Rp=ldB，阻帶臨界頻率 fs=4000Hz，阻帶衰減 Rs=50db，截止頻率 Fc=(fp+fs)／ 2=3000Hz，采樣頻率 Fs=22050Hz。 m程序代碼如下： clear。 close all。clc。 fp=2020。fs=4000。Fs=22050。Rp=1。Rs=50。%輸入設(shè)計指標(biāo) W1p=fp/(Fs/2)。Wls=fs/(Fs/2)。W1c=(W1p+Wls)/2。%求歸一化頻率 %選擇窗函數(shù)的類型 (Rs=50 選哈明窗 )并估計窗口長度 M dW=WlsW1p。M=ceil()。 if mod(M,2)==0。N=M+1,else N=M。 end。%選用第一類濾波器 n=0:N1。r=(N1)/2。%用于計算理想低通單位脈沖響應(yīng) hdn=sin(W1c*pi*((nr)+eps))/(pi*((nr)+eps))。 win=hamming(N)。hn=hdn.*win39。%用哈明窗加窗 %以上三行可用 hn=firl(N1， W1c， hamming(N))直接求得 freqz(hn,1,512,Fs)。grid on。%繪制結(jié)果并加網(wǎng)絡(luò) m程序代碼如下： clear。close all。clc。