【正文】 點(diǎn)是:靈活性強(qiáng)，可隨時(shí)對濾波器頻譜進(jìn)行調(diào)整，濾波穩(wěn)定性高精度高，而且數(shù)字化的數(shù)據(jù)處理本身就比模擬信號處理優(yōu)越很多[7]。我們把一個(gè)能夠接收數(shù)字信號序列，然后將接收到的信號序列經(jīng)過某個(gè)具有步驟有窮性和精度有限性的算法(該算法會將輸入信號序列進(jìn)行數(shù)學(xué)變換處理)，然后輸出符合使用者要求的選擇性傳輸特性的數(shù)字信號的數(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(qiáng)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(shù)不會涉及模擬濾波技術(shù)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(shù)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(shù)作為數(shù)字信號處理的重要組成部分，其主要任務(wù)是從帶有噪聲干擾的信號中提取所需要的有效信號，同時(shí)抑制不需要的噪聲信號。在數(shù)字化的社會活動(dòng)中，數(shù)字信號的處理關(guān)系到各行各業(yè)的每個(gè)角落，每個(gè)學(xué)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(gè)學(xué)科形成交叉學(xué)科，帶動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)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(luò)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(guān)，不可分割:軍事上數(shù)字信號處理關(guān)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(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備對數(shù)字信號進(jìn)行分析、變換、綜合、估計(jì)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，同時(shí)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(shí)現(xiàn)，也可以通過軟件編程實(shí)現(xiàn)。在傳統(tǒng)的電子技術(shù)中，信號的采集和處理往往建立在模擬電路的基礎(chǔ)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(gòu)成。而為了對信號進(jìn)行深入和細(xì)致地分析，又人為引入另一種信號，即數(shù)字信號，其特點(diǎn)是信號的幅度隨著時(shí)間離散變化。信號處理的任務(wù)主要是對信號進(jìn)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(jìn)行處理，幾乎是所有學(xué)技術(shù)領(lǐng)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(shí)時(shí)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(jìn)行信號處理前，就需要對所接收到的信號進(jìn)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(luò)信息時(shí)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(shè)計(jì)的原理，并且介紹使用MATLAB設(shè)計(jì)FIR數(shù)字濾波器的方法，同時(shí)在MATLAB下進(jìn)行仿真；第三部分介紹IIR濾波器設(shè)計(jì)的原理，并且介紹使用MATLAB設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的方法，同時(shí)在MATLAB下進(jìn)行仿真。以往傳統(tǒng)的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法步驟繁瑣，計(jì)算環(huán)節(jié)繁雜，一旦設(shè)計(jì)完成，無法便捷修改濾波特性曲線，十分不便，以上缺點(diǎn)極大的限制了數(shù)字濾波器的發(fā)展與應(yīng)用。 本文主要內(nèi)容是通過MATLAB工具設(shè)計(jì)兩種數(shù)字濾波器的基本方法。所以，在進(jìn)行信號處理前，就需要對所接收到的信號進(jìn)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(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書摘要 信息無處不在，但在步入網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)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(gè)任務(wù)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(yīng)(IIR， Infinite Impulse Response)濾波器和有限脈沖響應(yīng)(FIR，F(xiàn)inite 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(qiáng)大，我們利用該軟件設(shè)計(jì)上述的兩種濾波器，可以做到隨時(shí)把結(jié)果曲線與目標(biāo)濾波特性曲線對比，從而做出改進(jìn)，節(jié)省時(shí)間和工作量，優(yōu)點(diǎn)十分顯著。關(guān)鍵詞：MATLAB，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器，IIR數(shù)字濾波器，設(shè)計(jì)，仿真AbstractInformation is everywhere, but after entering the era of network 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(jié).............................................................................................................4第二章 理論依據(jù) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)工具 本章小結(jié)第三章 基于MATLAB的FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì) MATLAB軟件簡介 MATLAB介紹 Sfunction介紹 FIR濾波器基礎(chǔ)簡介 FIR濾波器的基本特性 主流FIR濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)方法 MATLAB濾波器工具設(shè)計(jì)FIR濾波器實(shí)例 FIR濾波器的設(shè)計(jì) FIR濾波器的仿真 Ti公司基于DSP實(shí)現(xiàn)FIR濾波器的程序 本章小結(jié)第四章 基于MATLAB的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì) IIR濾波器基礎(chǔ)簡介 MATLAB濾波器工具設(shè)計(jì)IIR濾波器實(shí)例 IIR濾波器的設(shè)計(jì) IIR濾波器的仿真 本章小結(jié)第五章 總結(jié)與展望參考文獻(xiàn)致謝第1章 緒 論 在過去的30年間，電子信息技術(shù)得到了飛速發(fā)展。這一方面要?dú)w功于電子科學(xué)技術(shù)，特別是微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展所帶來的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法學(xué)及設(shè)計(jì)流程的高級化，自動(dòng)化和普及化。這些無疑都為現(xiàn)有的電子科學(xué)技術(shù)提出了更多的挑戰(zhàn)，同時(shí)也為電子科學(xué)技術(shù)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(gè)任務(wù)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(shù)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(jìn)行估計(jì)，或?qū)⑿盘栟D(zhuǎn)變?yōu)槿藗兯枰男问健Ｔ谧匀唤缰?，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(shí)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(jì)60年代，由于大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)得到了較快提升，這使數(shù)字信號被廣泛應(yīng)用于信號處理的設(shè)想成為可能，數(shù)字信號處理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。隨著電子通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，單位時(shí)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(shí)時(shí)性提出了越來越高的要求。所以，數(shù)字信號處理系統(tǒng)正逐漸取代模擬信號處理系統(tǒng)，而被廣泛應(yīng)用于語音、圖像、通信、雷達(dá)[1]、醫(yī)學(xué)、地質(zhì)、航空航天、儀表自動(dòng)化等工程領(lǐng)域中，數(shù)字信號處理技術(shù)也越來越受到人們的關(guān)注。數(shù)字信號處理的核心內(nèi)容是快速傅里葉變換和數(shù)字濾波技術(shù)。工業(yè)上它與我們所用到的各類電子產(chǎn)品的成本和質(zhì)量(也就是產(chǎn)品竟?fàn)幜?休戚相關(guān)[2]。然而在全球數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)領(lǐng)域中，力能扛鼎的角色非數(shù)字濾波器莫屬[3]。這項(xiàng)技術(shù)通常被應(yīng)用于各種數(shù)字系統(tǒng)中對信號進(jìn)行前置處理的模塊。而且，通過對數(shù)字信號處理芯片進(jìn)行編程還能夠方便地改變數(shù)字濾波器的特性。按照濾波器的作用范圍，我們把數(shù)字信號濾波器和模擬信號濾波器分為帶通、高通、低通若干種，這兩種濾波器的基本工作原理基本相同，特性略有不同[6]。按照數(shù)字濾波器的的脈沖響應(yīng)時(shí)域特性我們把其分為兩種:無限脈沖響應(yīng)(IIR, Infinite Impulse Response)濾波器和有限脈沖響應(yīng)(FIR ,Finite Impulse Response)濾波器[810]。在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，X光掃描儀、CT掃描儀、核磁共振儀以及其他掃描設(shè)備均需要數(shù)字濾波器。一言以蔽之，在現(xiàn)代社會中，凡是有電子設(shè)備參與的領(lǐng)域，都離不開數(shù)字濾波器所發(fā)揮的巨大作用。而且，對數(shù)字濾波技術(shù)的研究，也