【正文】 9 321 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法 FIR 濾波器 9 3211 FIR 濾波器常用的窗函數(shù) 10 322 頻率采樣法設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字濾波器 12 323 等波紋 最佳逼近法 13 第四章 FIR 數(shù)字濾波器窗函數(shù)法的 MATLAB 程序?qū)崿F(xiàn) 13 41 利用窗函數(shù)法設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字濾波器 13 411 利用窗函數(shù)法設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字低通濾波器 13 412 利用用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)高通 15 413 利用窗函數(shù)法設(shè)計(jì) FIR 帶阻濾波器 16 42 用頻率采樣法設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字濾波器 17 43 利用逼近法設(shè)計(jì) FIR 帶阻濾波器 19 44 MATLAB 仿真 21 結(jié)束語(yǔ) 22 致謝 22 參考文獻(xiàn) 23 基于 Matllab 的 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 摘要數(shù)字濾波器是一種用來(lái)過(guò)濾時(shí)間離散信號(hào)的數(shù)字系 統(tǒng) 是數(shù)字信號(hào)處理中的重要組成部分本文主要介紹了 MATLAB 軟件的特點(diǎn)簡(jiǎn)單地講述了頻率采樣法等波紋逼近法設(shè)計(jì) FIR 濾波器的原理及條件重點(diǎn)講述了采用各種窗函數(shù)法來(lái)實(shí)現(xiàn) FIR濾波器的設(shè)計(jì)并通過(guò) MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)了仿真與驗(yàn)證 MATLAB語(yǔ)言與設(shè)計(jì)理論相結(jié)合設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字濾波器 不但使設(shè)計(jì)結(jié)果更加直觀 而且提高了濾波器的設(shè)計(jì)精度從而更好地達(dá)到預(yù)期效果 關(guān) 鍵 詞 MATLAB 語(yǔ)言 濾波器 數(shù)字濾波器 窗函數(shù)法 頻率抽樣法 等波紋實(shí)現(xiàn)法 Abstract The Digital Filter is a time discrete signal that used to filt the number of systemIt is the most important part in digital signal processing ponents This paper describes the characteristics of MATLAB softwareit simply tells us that the principles and conditions of the method of Frequency sampling and other FIR filter design ripple approximationtalks us how to realize FIR filter design with some kinds of window functionsand implements simulation and verification by MATLAB languageIt is more intuitive and improved the accuracy of the filter that MATLAB language bined with design theory It better achieves the desired result Keywords MATLAB software Filter Digital filter Window function Method of frequency sampling Realization of same corrugate 第 1 章 緒 論 11 MATLAB 語(yǔ)言 111 MATLAB 語(yǔ)言簡(jiǎn)介 MATLAB是 MathWorks公司于 1982年推出的一套高性能的數(shù)值計(jì)算集數(shù)值分析矩陣運(yùn)算信號(hào)處理和圖形顯示于一體功能強(qiáng)大編程效率高作為強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言平臺(tái)它幾乎能夠滿足所有的計(jì)算需求 MATLAB 為用戶提供了具有條件控制函數(shù)調(diào)用數(shù)據(jù)輸入輸出及面向?qū)ο蟮忍匦缘母邔拥耐陚涞木幊陶Z(yǔ)言 MATLAB 語(yǔ)言語(yǔ)法簡(jiǎn)單程序調(diào)試和維護(hù)容易其編程效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 BASICPISCAL 及 C 等高級(jí)語(yǔ)言利用 MATLAB 設(shè)計(jì)濾波器可以隨時(shí)對(duì)比設(shè)計(jì)要求濾波器特性參數(shù)直觀簡(jiǎn)便極大的減輕了工作量有利于濾波器設(shè)計(jì)的最優(yōu)化 112 MATLAB 軟件組 成 MATLAB 軟件包括五個(gè)主要部分 ⑴開發(fā)環(huán)境開發(fā)環(huán)境是幫助用戶使用 MATLAB 函數(shù)和文件的工具的集合開發(fā)環(huán)境包括 MATLAB 桌面及其命令窗口命令記錄幫助瀏覽器工作平臺(tái)文件和搜索路徑等 ⑵ MATLAB 數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)該庫(kù)收集了大量的計(jì)算算法包括基本函數(shù)求和三角運(yùn)算復(fù)雜算術(shù)等和復(fù)雜函數(shù)矩陣求逆求矩陣特征值貝塞爾函數(shù)和快速傅立葉變換等⑶ MATLAB語(yǔ)言 MATLAB語(yǔ)言是一種包括流程控制語(yǔ)句函數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)輸入輸出和面向?qū)ο缶幊谭绞降母呒?jí)矩陣數(shù)組語(yǔ)言該語(yǔ)言能夠通過(guò)與其它 MATLAB 系統(tǒng)組成部分之間的交互式功能來(lái)完成非常復(fù) 雜的計(jì)算任務(wù) ⑷圖形句柄圖形句柄即 MATLAB 的圖形系統(tǒng)該系統(tǒng)既包括二維和三維數(shù)據(jù)的可視化圖像處理動(dòng)畫和圖形描述等高級(jí)命令又包括允許用戶完全自定義圖形并在 MATLAB 應(yīng)用程序中建立自己的圖形界面的低級(jí)命令 ⑸ MATLAB 應(yīng)用程序接口 API 是允許用戶編寫 CFORTIULN和 MATLAB 接口程序的系統(tǒng)庫(kù)該庫(kù)中包含一些調(diào)用工具其它應(yīng)用程序能夠通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接作為計(jì)算引擎讀寫 MAT 文件三種形式來(lái)使用這些工具以調(diào)用 MATLAB 程序 MATLAB最初是單純用于開發(fā)矩陣計(jì)算的但經(jīng)過(guò)這些年的迅速發(fā)展 MATLAB已經(jīng)成為一種高速 的工程計(jì)算語(yǔ)言在數(shù)值計(jì)算數(shù)據(jù)處理自動(dòng)控制圖像處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小波分析等方面應(yīng)用廣泛 MATLAB 還采用了一組被稱為工具箱的特殊應(yīng)用解答集 MATLAB 的工具箱能夠解決許多特殊的問(wèn)題例如信號(hào)處理自動(dòng)控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊邏輯小波變換系統(tǒng)仿真等 12 濾波器簡(jiǎn)介 濾波器各種電子產(chǎn)品的重要部件其主要功能是實(shí)現(xiàn)各種電信號(hào)的提取分離及抑止干擾隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展電子產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生著日新月異的變化由于電子產(chǎn)品門類及使用頻段的不斷擴(kuò)展各種電子設(shè)備之間的干擾也日趨嚴(yán)重因?yàn)V波器不但是確保電子產(chǎn)品本身正?？煽抗ぷ鞯闹匾沂菧p少相互 影響確保正常工作環(huán)境的重要器件 121 數(shù)字濾波器 數(shù)字濾波器是一種用來(lái)過(guò)濾時(shí)間離散信號(hào)的數(shù)字系統(tǒng)通過(guò)對(duì)抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理來(lái)達(dá)到頻域?yàn)V波的目的數(shù)字濾波器本質(zhì)上是用一種數(shù)值運(yùn)算改變輸入信號(hào)中所含頻率分量的相對(duì)比例濾除某些頻率分量濾波器設(shè)計(jì)的任務(wù)是就根據(jù)預(yù)先規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)選擇一組系數(shù)使濾波器的性能滿足要求 數(shù)字濾波器用 N 階差分方程來(lái)描述 1 相應(yīng)的系統(tǒng)函數(shù)為 2 122 數(shù)字濾波器的分類 按照不同的分類方法數(shù)字濾波器許多種但是總起來(lái)說(shuō)可以分成兩大類經(jīng)典濾波器和現(xiàn)代濾波器經(jīng)典濾波器的特點(diǎn)是其輸入信號(hào)中有用的頻率成分 和希望濾的頻率成分各占有不同的頻帶通過(guò)一個(gè)合適的選頻濾波器濾除干擾得到純凈的信號(hào)達(dá)到濾波的目的現(xiàn)代濾波器是根據(jù)隨機(jī)信號(hào)中的一些統(tǒng)計(jì)特性在某種最佳準(zhǔn)則下最大限度地抑制干擾同時(shí)最大限度地恢復(fù)信號(hào)從而達(dá)到最佳濾波的目的本論文沒(méi)有探討現(xiàn)代濾波器只是簡(jiǎn)單地介紹了經(jīng)典濾波器的 MATLAB 的程序?qū)崿F(xiàn)方法 經(jīng)典數(shù)字濾波器從濾波特性上分類可以分為低通濾波器高通濾波器帶通濾波器帶阻濾波器等從實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者從單位沖激響應(yīng)長(zhǎng)度分類可以分無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng) IIR濾波器和有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng) FIR濾波器它們的系統(tǒng)函數(shù)分別為 34 由 上式可以看出 IIR濾波器的系統(tǒng)函數(shù)是兩個(gè) Z的多項(xiàng)式的有理分式