matlab的FIR数字滤波器设计~.docVIP

通信专业课程设计一 太原科技大学 课 程 设 计（论 文） 设计(论文)题目：基于MATLAB的FIR数字滤波器设 计 计 姓 名___ xxxx___ 学 号__ 200715030101____ 班 级__ 通信071501_____ 学 院__ 电子信息工程____ 指导教师__ xxxx____ ___ 2010年 12 月 31 日 太原科技大学课程设计（论文）任务书 学院（直属系）：电子信息工程学院 时间： 2010年12月17日 学 生 姓 名 Xxxx 指 导 教 师 Xxxx 设计（论文）题目 基于 MATLAB 的 FIR 数字滤波器设计针对目前常用窗函数法、频率采样法和最优化设计法FIR 滤波器的设计方法 目 录 摘 要 - 3 - 第1章 绪论 - 4 - 1.1数字滤波器的研究背景和意义 - 4 - 1.2数字滤波器的应用及现状 - 4 - 1.3数字滤波器的设计方法 - 4 - 第2章 FIR滤波器 - 6 - 2.1 FIR滤波器的基本概念 - 6 - 2.2 FIR滤波器的特点 - 6 - 2.3 FIR滤波器的种类 - 7 - 第3章 FIR数字滤波器的设计 - 8 - 3.1 窗函数法 - 8 - 3.2 频率采样法 - 9 - 3.3 最优化设计 - 9 - 3.3.1 等波纹切比雪夫逼近准则 - 10 - 3.3.2 仿真函数 - 10 - 第4章 结果分析 - 12 - 参考文献 - 16 - 附录 - 17 - 基于MATLAB的FIR数字滤波器设计 摘 要 论文针对窗函数法、频率采样法和最优化设计法三种设计方法，采用MATLAB 进行FIR滤波器的设计与仿真，并比较了三种方法的特点。结果表明，在同样的设计指标下，利用等波纹切比雪夫逼近法则的设计可以获得最佳的频率特性和衰耗特性，具有通带和阻带平坦，过渡带窄等优点。 关键词：FIR滤波器；MATLAB; 窗函数法；频率采样法；等波纹切比雪夫逼近 绪论 1.1数字滤波器的研究背景和意义 当今，数字信号处理技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科；它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们普遍的关注。 数字化、智能化和网络化是当代信息技术发展的大趋势，而数字化是智能化和网络化的基础，实际生活中遇到的信号多种多样，例如广播信号、电视信号、雷达信号、通信信号、导航信号等等。上述这些信号大部分是模拟信号，也有小部分是数字信号。模拟信号是自变量的连续函数，自变量可以是一维的，也可以是二维或多维的。大多数情况下一维模拟信号的自变量是时间，经过时间上的离散化（采样）和幅度上的离散化（量化），这类模拟信号便成为一维数字信号。因此，数字信号实际上是数字序列表示的信号，语音信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个一维离散时间序列；而图像信号的经采样和量化后，得到的是数字信号是一个二维离散空间序列。 数字滤波技术是数字信号分析、处理技术的重要分支。无论是信号的获取、传输，还是信号的处理和交换都离不开滤波技术，它对信号安全可靠和有效灵活地传输时至关重要的。在所有的电子系统中，使用最多技术最复杂的要算数字滤波器了。数字滤波器的优劣直接决定产品的优劣。 1.2 数字滤波器的应用及现状 数字滤波器精确度高、使用灵活、可靠性高，具有模拟设备所没有的许多优点，已广泛应用于各个学科技术领域，例如数字电视、语音、通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。随着信息时代数字时代的到来，数字滤波技术已经成为一门极其重要的学科和技术领域。以往的滤波器大多采用模拟电路技术，但是，模拟电路技术存在很多难以解决的问题，例如，模拟电路元件对温度的敏感性，等等。而采用数字技术则避免很多类似的难题，当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。 1.3 数字滤波器的设计方法 数字滤波器按照单位取样响应的时域特性可以分为无限脉冲响应（IIR）系统和有限脉冲响应（FIR）系统。FIR 数字滤波器的优点在于它可以做成具有严格线性相位,而同时可以具有任意的幅度特性;它的传递函数没有极点;这保证了设计出的FIR 数字滤波器一定是平稳的。 所谓数字滤波器设计，简单地说，就是要找到一组能满足特定滤波要求的系数向量a和b。而滤波器设计完成后还需要进一步考虑如何将其实现，即选择什么样的滤波器结构来完成滤波运算。FIR数字滤波器的设计方法很多，其中较为常用的是窗函数设计法、频率采样设计法和最优化设计法。本文讨论利用窗函数法、频率