【正文】 ........................................................... 4 本章小結 ............................................................................................................................ 4 第 2 章 數(shù)字濾波器的概述 ........................................................................................................... 5 數(shù)字濾波器的基本結構 .................................................................................................... 5 IIR 濾波器的基本結構 .............................................................................................. 5 FIR 濾波器的基本結構 .............................................................................................. 7 數(shù)字濾波器的設計原理 .................................................................................................... 8 濾波器的性能指標 ..................................................................................................... 9 IIR 數(shù)字濾波器的設計方法 ...................................................................................... 9 FIR 數(shù)字濾波器的設計方法 .................................................................................... 10 IIR 濾波器與 FIR 濾波器的分析比較 ........................................................................... 12 本章小節(jié) .......................................................................................................................... 13 第 3 章 基于 MATLAB 數(shù)字濾波器的算法設計及仿真 ............................................................... 14 用 FDATOOL設計數(shù)字濾波器 ........................................................................................... 14 FDATool 的介紹 ........................................................................................................ 14 帶通濾波器設計實例 ............................................................................................... 15 程序設計法 ...................................................................................................................... 16 SIMULINK仿真 .................................................................................................................... 18 本章小結 .......................................................................................................................... 20 第 4 章 總結 .................................................................................................................................. 22 濾波器功能、主要參數(shù)和分類總結 .............................................................................. 22 濾波器 的 功能 ........................................................................................................... 22 濾波器 的主要參數(shù) ................................................................................................... 22 濾波器 的分類 ........................................................................................................... 22 設計心得和體會 .............................................................................................................. 23 參考文獻 ........................................................................................................................................ 24 明德至善 博學篤行 摘 要 1 摘 要 本文分析了國內(nèi)外數(shù)字濾波技術的應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，介紹了數(shù)字濾波器的基本結構，在分別討論了 IIR 與 FIR 數(shù)字濾波器的設計方法的基礎上，指出了 傳統(tǒng)的數(shù)字濾波器設計 方法 過程復雜 、 計算 工作量大 、 濾波特性調(diào)整困難 的不足， 提出了 一種利用 MATLAB信號處理工具箱（ Signal Processing Toolbox）快速有效的設計由軟件組成的常規(guī)數(shù)字濾波器的設計方法。給出了使用 MATLAB 語言進行程序設計和利用信號處理工具箱的 FDATool工具進行界面設計的詳細步驟。 本文還介紹了如何利用 MATLAB 環(huán)境下的仿真軟件 Simulink 對所設計的濾波器進行模擬仿真。 It introduces the basic structure of a digital filter， discusses different design methods of FIR and IIR filter， and points out that the traditional design method of digital filter is not only plex but also of heavy workload， even adjustment of filtering parametrer is very difficult。 It introduces the use of MATLAB language program design and the signal processing toolbox of FDATool tool interface design the detailed steps。 This paper also introduces how to use MATLAB environment simulation software Simulink to design the filter simulation。 數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡化是當代信息技術發(fā)展的大趨勢， 而數(shù)字化是智能化和網(wǎng)絡化的基礎，實際生活中遇到的信號多種多樣，例如廣播信號、電視信號、雷達信號、通信信號、導航信號、射電天文信號、生物醫(yī)學信號、控制信號、氣象信號、地震勘探信號、機械振動信號、遙感遙測信號，等等。模擬信號是自變量的連續(xù)函數(shù)，自變量可以是一維的，也可以是二維或多維的。因此，數(shù)字信號實際上是用數(shù)字序列表示的信號，語音信號經(jīng) 采樣和量化后，得到的數(shù)字信號是一個一維離散時間序列；而圖像信號經(jīng)采樣和量化后，得到的數(shù)字信號是一個二維離散空間序列。例如，對數(shù)字信號經(jīng)行濾波以限制他的頻帶或濾除噪音和干擾，或將他們與其他信號進行分離；對信號進行頻譜分析或功率譜分析以了解信號的頻譜組成，進而對信號進行識別；對信號進行某種變換，使之更適合于傳輸，存儲和應用；對信號進行編碼以達到數(shù)據(jù)壓縮的目的，等等。無論是信號的獲取、傳輸，還是信號的處理和交換都離不開濾波技術，它對信號安全可靠和有效靈活地傳輸是至關重要的。數(shù)字濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣。根據(jù)有用信號和噪音的不同特性，提取有用信號的過程稱為濾波，實現(xiàn)濾波功能的系統(tǒng)稱為濾波器。 (1) 語音處理 語音處理是最早應用數(shù)字濾波器的領域之一，也是最早推動數(shù)字信號處理理論發(fā)展的領域之一。即對語音信號的波形特征、統(tǒng)計特性、模型參數(shù)等進行分析計算；第二，語音合成。即用專用硬件或計算機識別人講的話，或者識別說話的人；第四，語音增強。第五，語音編碼。近年來，這 5 個方面都取得了不少研究成果，并且，在市場上已出現(xiàn)了一些相關的軟件和硬件產(chǎn)品，例如，盲人閱讀機、啞人語音合成器、口授打印機、語音應答機，各種會說話的儀器和玩具，以及通信和視聽產(chǎn)品大量使用的音頻壓縮編碼技明德至善 博學篤行 第 1 章 緒 論 3 術。 (3) 通信 在現(xiàn)代通信技術領域內(nèi)，幾乎沒有一個分支不受到數(shù)字濾波技術的影響。其中，被認為是通信技術未來發(fā)展方向的軟件無線電技術，更是以數(shù)字濾波技術為基礎。高清晰度電視的普及指日可待，與之配套的視頻光盤技術已形成具有巨大市場的產(chǎn)業(yè)；可視電話和會議電視產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代。 (5) 雷達 雷達信號占有的頻帶非常寬，數(shù)據(jù)傳輸速率也非常高，因而壓縮數(shù)據(jù)量和降低數(shù)據(jù)傳輸速率是雷達信號數(shù)字處理面臨的首要問題。在現(xiàn)