【正文】 數(shù)cheby2()。Chebyshev II型濾波器的下降斜度比I型小，但其阻帶內(nèi)波紋較大。與Butterworth和chebyshev濾波器相比，ellip函數(shù)可以得到下降斜度更大的濾波器，得通帶和阻帶均為等波紋。在使用各類濾波器函數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下重點(diǎn):(1)、階數(shù)和固有頻率的選擇:[N,Wn]=buttord(Wp,Ws,Rp,Rs)可得到符合要求性質(zhì)的濾波器的最小階數(shù)N以及數(shù)字Butterworth濾波器的固有頻率Wn(即3dB )。(2)、有關(guān)濾波器設(shè)計(jì)當(dāng)中的頻率歸一化問題:信號(hào)處理工具箱中經(jīng)常使用的頻率是Nyquist頻率，它被定義為采樣頻率的一半，在濾波器的階數(shù)選擇和設(shè)計(jì)中的截止頻率均使用Nyquist頻率進(jìn)行歸一化處理。歸一化頻率的范圍在[0, 1]之間。如果要將歸一化頻率轉(zhuǎn)換為Hz,則將歸一化頻率乘以采樣頻率的一半。其中固有頻率Wn必須是歸一化頻率。Fs缺省時(shí)默認(rèn)為2Hz。設(shè)計(jì)Chebyshev I型和Chebyshev II型數(shù)字低通濾波器，要求通帶邊界頻率fp=，通帶最大衰減Rp=；阻帶邊界頻率fs=8kHZ，阻帶最小衰減Rs=30dB,采樣頻率為Fs=20kHZ。 %抽樣頻率20KHzFlp=2100。Wp=2*Flp/Fs。 %歸一化的阻帶截止頻率Rp=。 %阻帶最小衰減（單位：dB）[N,Wn]=cheb1ord(Wp,Ws,Rp,Rs)。 %返回H(z)的分子分母系數(shù)[hw,w]=freqz(b,a)。plot(w/pi,20*log10(abs(hw)))。xlabel(39。)。幅度（dB）39。切比雪夫I型幅頻響應(yīng)39。subplot(2,1,2)。grid on。ω/π39。ylabel(39。)。 %抽樣頻率20KHzFlp=2100。Wp=2*Flp/Fs。 %歸一化的阻帶截止頻率Rp=。 %阻帶最小衰減（單位：dB）[N,Wn]=cheb2ord(Wp,Ws,Rp,Rs)。 %返回H(z)的分子分母系數(shù)[hw,w]=freqz(b,a)。plot(w/pi,20*log10(abs(hw)))。xlabel(39。)。幅度（dB）39。切比雪夫II型幅頻響應(yīng)39。subplot(2,1,2)。grid on。ω/π39。ylabel(39。)。切比雪I型濾波器的幅頻特性在通帶內(nèi)有波動(dòng)，阻帶內(nèi)單調(diào)。橢圓濾波器的選擇性相對前三種是最好的，下降斜度比較大，通帶和阻帶內(nèi)均為等波紋，同樣的性能指標(biāo)，橢圓濾波器可以最低的階數(shù)來實(shí)現(xiàn)。第三節(jié) FDATool介紹和界面設(shè)計(jì)FDATool(Filter Designamp。FDATool可以設(shè)計(jì)幾乎所有的常規(guī)濾波器，包括FIR和IIR的各種設(shè)計(jì)方法。FDATool。在界面的下半部，用來設(shè)置濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù)；另一部分則是特性區(qū)，在界面的上半部分，用來顯示濾波器的各種特性。Design Method(設(shè)計(jì)方法)選項(xiàng)，包括IIR濾波器的Butterwotth(巴特沃思)法、ChebyshevFilter Order(濾波器階數(shù))選項(xiàng)，定義濾波器的階數(shù)，包括Specify Order(指定階數(shù))和Minimum Order(最小階數(shù))。如果選擇Minimum Order，則MATLAB根據(jù)所選擇的濾波器類型自動(dòng)使用最小階數(shù)。它的具體選項(xiàng)由Filter Type選項(xiàng)和Design Method選項(xiàng)決定。采用窗函數(shù)設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，由于過渡帶是由窗函數(shù)的類型和階數(shù)所決定，所以只需定義通帶截止頻率，而不必定義阻帶參數(shù)。例如設(shè)計(jì)帶通濾波器時(shí)，可以定義Wstop1(頻率Fstop1處的幅值衰減)、Wpass (通帶范圍內(nèi)的幅值衰減)、Wstop2(頻率Fstop2處的幅值衰減)。 Window Specifications選項(xiàng)，當(dāng)選取采用窗函數(shù)設(shè)計(jì)，該選項(xiàng)可定義，它包含了各種窗函數(shù)。要得到幅頻、相頻響應(yīng)特性，運(yùn)算量也是很大的。第四節(jié) FDATOOL設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器我們將以一個(gè)IIR 濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例來具體說明使用MATLAB 工具箱的方便。 然后在Frequency Specifications 中選擇Unit 為Hz，給出采樣頻率Fs=1000，；最后在Magnitude Specifications 中選擇Unit 為dB，Apass=1。通過菜單選項(xiàng)Analysis 可以在特性區(qū)看到所設(shè)計(jì)的幅頻響應(yīng)、相頻響應(yīng)、沖擊響應(yīng)和零極點(diǎn)配置等特性。而且我們在最后的仿真模型設(shè)計(jì)中將載入這一模塊進(jìn)行信號(hào)濾波。它可以處理的系統(tǒng)包括：線性、非線性系統(tǒng)；離散、連續(xù)及混合系統(tǒng)；單任務(wù)、多任務(wù)離散事件系統(tǒng)。首先建立信號(hào)傳輸仿真模塊，先打開 SIMULINK 工具箱，并且建立一個(gè) Model，在這個(gè)空白 Model 中進(jìn)行環(huán)節(jié)庫及框圖的建立，在 SIMULINK 菜單下找到 Source，雙擊 Source 圖標(biāo)，將正弦信號(hào)源和常量信號(hào)源拉到 Model 中，然后分別找到 DSP 離散正弦信號(hào)源,乘法 器和加法器以及示波器，然后把需要用來設(shè)計(jì) IIR 數(shù)字濾波器的模塊 FDATOOL 都拉到 Model 中，把環(huán)節(jié)都布好后，把各環(huán)節(jié)的端口按框圖連接起來。圖38 仿真模型圖39 濾波效果 結(jié)果顯示，仿真模型中顯示 40HZ,75HZ,100HZ 三個(gè)不同頻率的正弦信相加后的波形，干擾后的混合信號(hào)是一個(gè)夾雜多頻率的信號(hào)，我們所需要的有用信號(hào)（40HZ）在傳輸過程中不可避免的受到其他頻率信號(hào)干擾，我們的目的就是得到所需要的 40HZ 頻段信號(hào)， 盡可能濾除干擾信號(hào)，濾波效果的圖中就是濾波后信號(hào)與原始抽樣信號(hào)的的波形圖，經(jīng)濾波后，信號(hào)周期約為 ,即頻率為 40HZ，說明濾波效果很好。 總 結(jié)通過這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，對設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的整個(gè)過程有了很好的掌握。通過對數(shù)字帶通濾波器的設(shè)計(jì)，熟悉了MATLAB的運(yùn)行環(huán)境，初步掌握了MATLAB語言在數(shù)字信號(hào)處理中一些基本庫函數(shù)的調(diào)用和編寫基本程序等應(yīng)用；熟悉了濾波器設(shè)計(jì)的一般原理，對濾波器有了一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)；學(xué)會(huì)了數(shù)字高通濾波器設(shè)計(jì)的一般步驟；加深了對濾波器設(shè)計(jì)中產(chǎn)生誤差的原因以及雙線性變換法優(yōu)缺點(diǎn)的理解和認(rèn)識(shí)。致 謝本論文是在雷老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，雷老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此，我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)設(shè)計(jì)生活的同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培，謝謝你們!參考文獻(xiàn)[1] 倪養(yǎng)華．?dāng)?shù)字信號(hào)處理與實(shí)現(xiàn)．上海：上海交通大學(xué)出版社，1998[2] 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濾波器時(shí)，計(jì)算量更大，設(shè)計(jì)過程中要改變參數(shù)或?yàn)V波器類型時(shí)都要重新計(jì)算。在這種情況下，濾波器設(shè)計(jì)就要進(jìn)行大量復(fù)雜的運(yùn)算，單純的靠公式計(jì)算和編制簡單的程序很難在短時(shí)間內(nèi)完成。本文利用Matlab的信號(hào)處理工具及其SIMULINK仿真工具包箱能夠方便快捷地設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)各種濾波器，使信號(hào)波形更加直觀，并且用FDATOOL工具箱以及專門用于濾波器設(shè)計(jì)來設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器，充分利用了MATLAB 的交互性好的特點(diǎn)，而且最后用到了SIMULINK 仿真工具箱來實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸和濾波器的設(shè)計(jì)，將濾波器的設(shè)計(jì)置于一個(gè)新的平臺(tái)，這對于研究信號(hào)的傳輸和處理有著極其重要的作