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《基于matlab的fir低通濾波器設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、浙江萬里學院本科畢業(yè)設計(論文)(2012屆)論文題目基于Matlab的FIR低通濾波器設計(英文)DesignofFIRLow-passDigitalFilterBasedonMatlab所在學院電子信息學院專業(yè)班級學生姓名指導教師指導教師職稱完成日期年月日基于Matlab的FIR低通濾波器設計黃麗王（浙江萬里學院電信學院電子082班）2012年4月摘要FIR數字濾波器是數字信號處理的一個重要組成部分，由于FIR數字濾波器具有嚴格的線性相位，因此在信息的采集和處理過程中得到了廣泛的應用。本文介紹了FIR數字濾波器的概念和線性相位的條件，分析了窗函數法、頻率采樣法和等波紋逼近法設計FI
2、R濾波器的思路和流程。在分析三種設計方法原理的基礎上，借助Matlab仿真軟件工具箱中的fir1實現(xiàn)窗函數法設計FIR濾波器。仿真結果表明，在相頻特性上，窗函數法設計的FIR濾波器在通帶內具有線性相位；在幅頻特性上，窗函數法設計FIR濾波器的邊界頻率不夠精確。關鍵詞：FIR數字濾波器；窗函數法；Matlab目錄1 引言12 FIR數字濾波器線性相位條件22.1FIR數字濾波器概述22.2FIR數字濾波器線性相位定義32.3FIR數字濾波器線性相位時域約束條件33 FIR數字濾波器設計方法53.1FIR數字濾波器的窗函數設計法53.1.1窗函數設計法的設計思路53.1.2吉布斯效應73.
3、1.3常見窗函數介紹73.2FIR數字濾波器的頻率采樣設計法103.2.1頻率采樣法的基本思路103.2.2頻率采樣法的設計步驟113.3FIR數字濾波器的等波紋逼近設計法133.4不同設計方法的比較164基于MATLAB的FIR數字濾波器設計174.1Matlab簡介174.2窗函數法的Matlab實現(xiàn)184.2.1fir1函數介紹184.2.2基于fir1函數的窗函數法FIR濾波器設計185結論24致謝25參考文獻26浙江萬里學院本科畢業(yè)論文-251 引言隨著信息科學和計算機技術的不斷發(fā)展，數字信號處理(DSP，DigitalSignalProcessing)的理論和技術也得到了飛
4、速的發(fā)展，并逐漸成為一門重要的學科，它的重要性在日常通信、圖像處理、遙感、聲納、生物醫(yī)學、地震、消費電子、國防軍事、醫(yī)療方面等顯得尤為突出。在我們面臨的信息革命中，數字信號處理幾乎涉及了所有的工程技術領域[1]。數字信號處理是一種將信號以數字形式進行處理的一種理論和技術，它的目的是將真實世界中的一些信號進行分析并濾波，最后得出其中的有用的信號。數字濾波器是數字信號處理的一種，一般根據單位脈沖響應h(n)分為無限脈沖響應(IIR)和有限脈沖響應(FIR)系統(tǒng)。IIR數字濾波器的設計方法簡單，特別是采用雙線性變換法來設計的數字濾波器不存在頻域混疊的現(xiàn)象，但是IIR濾波器存在一個較為明顯的缺
5、憾，就是它的相位響應一般都是非線性的，而在傳輸頻帶內的相位響應如果不是線性的，就會造成有用信號的傳輸失真，而FIR數字濾波器不僅可以設計成任意的幅度響應，而且可以設計成在通頻帶內具有良好的線性相位響應。FIR數字濾波器的單位脈沖響應h(n)有限長，所以FIR數字濾波器是穩(wěn)定的，不存在穩(wěn)定性的問題，且可以通過快速傅里葉變換(FFT)的算法來實現(xiàn)信號濾波，大大的提高的運算效率。因此，F(xiàn)IR數字濾波器日益引起了人們的關注。FIR數字濾波器的設計方法有很多，比較常用的有窗函數設計法、頻率采樣設計法、等波紋逼近法等。本課題通過運用窗函數設計FIR數字低通濾波器，并實現(xiàn)對給定的信號進行濾波。窗函數
6、設計法是最基本的數字濾波方法，是利用傅里葉反變換(IDTFT)計算給定的頻響的理想單位脈沖響應，再加以窗函數進行截斷和平滑[2]。Matlab軟件的信號處理工具箱提供了FIR數字濾波器設計的子函數，運用Matlab軟件設計可以避免繁雜的數學運算，而且具有豐富的繪圖功能，可以方便地查看所設計的數字濾波器的幅度響應和相位響應是否滿足設計要求。因此，本課題在理論分析各種FIR數字濾波器設計方法的基礎上，運用Matlab軟件進行仿真分析。浙江萬里學院本科畢業(yè)論文-252 FIR數字濾波器線性相位條件2.1FIR數字濾波器概述一般來說一個經典的數字濾波器是一個線性時不變系統(tǒng)，其數學模型可以用Z域
7、系統(tǒng)函數來表示：（2-1）其中均為濾波器參數。在（2-1）中，當值不全為零值時，Z域系統(tǒng)函數的必定含有一個或一個以上的極值點，此時單位脈沖響應為無限長，對于一個穩(wěn)定的數字濾波器來說，Z域系統(tǒng)函數必須在單位圓內，因而把含有極值點的Z域系統(tǒng)函數的數字濾波器稱為無限脈沖響應數字濾波器(InfiniteImpulseResponse)，即IIR數字濾波器。而當值全為零時，Z域的系統(tǒng)函數只有一個零點，（2-1）表示的系統(tǒng)函數可以寫成：（2-2）公式（2-
