【正文】 數(shù)字信號變換系統(tǒng)叫做數(shù)字信號濾波器，該系統(tǒng)使輸入的信號序列的頻率譜圖和振幅譜圖發(fā)生形變，保留或者增強有效的信號頻率部分，摒棄或者盡量抑制無效的信號頻率部分，最后把經(jīng)過上述處理的數(shù)字信號作為輸出信號 [5]。 值得一提的是，數(shù)字濾波技術不會涉及模擬濾波技術中所必須用到的電感和電容等元器件，因此能夠從根本上克服模擬濾波技術所無法避免的電壓 漂移、溫度漂移和噪聲等問題 [4]。 數(shù)字濾波技術作為數(shù)字信號處理的重要組成部分，其主要任務是從帶有噪聲干擾的信號中提取所需要的有效信號，同時抑制不需要的噪聲信號。在數(shù)字化的社會活動中，數(shù)字信號的處理關系到各行各業(yè)的每個角落，每個 學科都有用到數(shù)字信號處理的地方，而數(shù)字信號處理也以花樣繁多的形式與各個學科形成交叉學科，帶動國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。 人類社會發(fā)展至今，社會主體本質(zhì)上基本己經(jīng)是數(shù)字化網(wǎng)絡化的信息世界，所以對數(shù)字信號的處理與我們的生活密切相關，不可分割 :軍事上數(shù)字信號處理關系到尖端武器的性能以及國家和人民的安全 。 所謂數(shù)字信號處理，主要是指利用計算機或?qū)Ｓ锰幚碓O備對數(shù)字信號進行分析、變換、綜合、估計與識別等加工處理的過程。與模擬信號處理系統(tǒng)相比，數(shù)字信號處理系統(tǒng)具有更好的靈活性和穩(wěn)定性，更高的精度和性能等優(yōu)勢，安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 同時也便于大規(guī)模集成。而數(shù)字信號處理系統(tǒng)通常是數(shù)值算法的體現(xiàn)，故這種系統(tǒng)既可以通過硬件電路實現(xiàn)，也可以通過軟件編程實現(xiàn)。 在傳統(tǒng)的電子技術中，信號的采集和處理往往建立在模擬電路的基礎上，即傳統(tǒng)的信號處理系統(tǒng)通常由電阻、電容、電感和晶體管等分立元器件構成。而為了對信號進行深入和細致地分析，又人為引入另一種信號，即數(shù)字信號，其特點是信號的幅度隨著時間離散變化。信號處理的任務主要是對信號進行采樣接收、頻譜分析、域變換、綜合和估值識別等。 從帶有干擾的原始信號中提取有效信號并對其進行處理，幾乎是所有學技術領域都必然涉及的重要環(huán)節(jié)。 目前，日益巨大的信號量對濾波器信號實時處理性能的要求越來越高，而模擬濾波器己難以滿足。所以，在進行信號處理前，就需要對所接收到的信號進行過濾，以去掉噪聲干擾成分，從而得到有效的信號成分。 信息無處不在，但在步入網(wǎng)絡信息時代之后，無論是信息的數(shù)量，還是其傳遞的速度，都在快速地增加。另一方面也得益于人們在生活工作過程中不斷提出的更高的要求和更新的想法。而且，它正越來越多地影響人們的生活和工作，并逐漸改變著人們的交流方式。 the second part introduces the principle of FIR filter design, and introduces the method of using MATLAB to design FIR digital filter, and the simulation on the MATLAB。 本論文分為三部分 :第一部分為 緒論 ，簡單介紹數(shù)字信號處理中濾波器的作用 和前景；第二部分介紹 FIR 濾波器設計的原理，并且介紹使用 MATLAB 設計 FIR數(shù)字濾波器的方法，同時在 MATLAB 下進行仿真；第三部分介紹 IIR 濾波器設計的原理，并且介紹使用 MATLAB 設計 IIR 數(shù)字濾波器的方法，同時在 MATLAB 下進行仿真。以往傳統(tǒng)的數(shù)字濾波器設計方法步驟繁瑣，計算環(huán)節(jié)繁雜，一旦設計完成，無法便捷修改濾波特性曲線，十分不便，以上缺點極大的限制了數(shù)字濾波器的發(fā)展與應用。 本文主要內(nèi)容是通過 MATLAB 工具設計兩種數(shù)字濾波器的基本方法。所以，在進行信號處 理前，就需要對所接收到的信號進行過濾，以去掉噪聲干擾成分，從而得到有效 的信號成分。安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 摘要 信息無處不在，但在步入網(wǎng)絡信息時代之后，無論是信息的數(shù)量，還是其傳 遞的速度，都在快速地增加。信號是信息傳播的載體，但在信號產(chǎn)生、發(fā)送以及 傳播的過程中，都會不可避免地引入一些其他的信號成分。在電子系統(tǒng)中，這個任務通常由濾波器來完成。這兩種數(shù)字濾波器指無限脈沖響應 (IIR， Infinite Impulse Response)濾波器和有限脈沖響應 (FIR， Finite Impulse Response)濾波器，輸入和輸出信號皆為數(shù)字信號。而 MATLAB 及其附帶的工具箱功能十分強大，我們利用該軟件設計上述的兩種濾波器，可以做到隨時把結果曲線與目標濾波特性曲線對比，從而做出改進，節(jié)省時間和工作量，優(yōu)點十分顯著。 關鍵詞： MATLAB， FIR 數(shù)字濾波器， IIR 數(shù)字濾波器，設計，仿真 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 Abstract Information is everywhere, but after entering the era of work information, regardless of the amount of information, or its transfer speed, are increasing at a high speed. The carrier signal is the dissemination of information, but in the signal generation, transmission and dissemination process, will inevitably introduce some other signal ponent. So, in signal processing, we need on the received signal is filtered to remove noise, interference, so as to obtain the signal ponent effective. In electronic systems, this task is usually acplished by filter. The main content of this paper is the basic method of using MATLAB tools to design two kinds of digital filters. These two kinds of digital filter with infinite impulse response (IIR, Infinite Impulse Response) filter and the finite impulse response (FIR, Finite Impulse Response) filter, the input and output signals are digital signals. The design method of traditional digital filter is plicated, plicated calculation process, once the design is plete, not convenient to modify the filter characteristic curve, very inconvenient, the above disadvantages greatly limits the development and application of digital filter. While MATLAB and its toolbox function with very strong, we use the software design of two kinds of filter above, can be done at any time the results curve and target filtering characteristics, so as to make improvements, save time and effort, notable advantages. This paper is divided into three parts: the first part is the preface, and Prospect of digital signal processing is introduced in the filter function。 third part introduces the principle of IIR filter design, and introduces the method of using MATLAB IIR digital filter design, and Simulation in MATLAB. Keywords: MATLAB, FIR digital filter, IIR digital filter, design, simulation 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 目錄 第一章 緒論 ..................................................................................................................1 研究數(shù)字濾波器的意義與背景 .........................................................................1 數(shù)字濾波器的分類 .............................................................................................3 論文工作與編排 .................................................................................................4 本章小結 .............................................................................................................4 第二章 理論依據(jù) 系統(tǒng)設計的理論依據(jù) 數(shù)字濾波器概述 FIR 和 IIR 數(shù)字濾波器比較 MATLAB 中的濾波器設計工具 本章小結 第三章 基于 MATLAB 的 FIR 數(shù)字濾波器設計 MATLAB 軟件簡介 MATLAB 介紹 Sfunction 介紹 FIR 濾波器基礎簡介 FIR 濾波器的基本特性 主流 FIR 濾波器的硬件實現(xiàn)方法 MATLAB 濾波器工具設計 FIR 濾波器實例 FIR 濾波器的設計 FIR 濾波器的仿真 Ti 公司基于 DSP 實現(xiàn) FIR 濾波 器的程序 本章小結 第四章 基于 MATLAB 的 IIR 數(shù)字濾波器設計 IIR 濾波器基礎簡介 MATLAB 濾波器工具設計 IIR 濾波器實例 IIR 濾波器的設計 IIR 濾波器的仿真 本章小結 第五章 總結與展望 參考文獻 致謝 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 頁 第 頁 第一章 緒 論 在過去的 30年間，電子信息技術得到了飛速發(fā)展。這一方面要歸功于電子科學技術，特別是微電子技術和計算機技術的蓬勃發(fā)展所帶來的先 進設計方法學及設計流程的高級化，自動化和普及化。這些無疑都為現(xiàn)有的電子科學技術提出了更多的挑戰(zhàn)，同時也為電子科學技術的發(fā)展指明了方向。信號是信息傳播的載體，但在信號產(chǎn)生、發(fā)送以及傳播的過程中，都會不可避免地引入一些其他的信號成分。在電子系統(tǒng)中，這個 任務通常由濾波器來完成。因此，對于數(shù)字信號處理的研究，特別是對數(shù)字濾波技術的研究，是十分有意義的。信號處理的目的是對信號的特征參數(shù)進行估計，或?qū)⑿盘栟D變?yōu)槿藗兯枰男问健? 在自然界中，信號均以聲、光、磁、熱、電等形 式廣泛地存在著，這些信號的幅度都隨時間連續(xù)變化，這種信號被稱為模擬信號 。據(jù)此，信號處理系統(tǒng)可以分為兩種 :模擬信號處理系統(tǒng)和數(shù)字信號處理系統(tǒng)。到了20世紀 60 年代，由于大規(guī)模集成電路和計算機的迅速發(fā)展，數(shù)字技術得到了較快提升，這使數(shù)字信號被廣泛應用于信號處理的設想成為可能，數(shù) 字信號處理系統(tǒng)應運而生。 隨著電子通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，單位時間內(nèi)有越來越多的數(shù)據(jù)等待發(fā)送和接收，這就對信號處理系統(tǒng)的實時性提出了越來越高的要求。所以，數(shù)字信號處理系統(tǒng)正逐漸取