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1、交通科技与经济Technology&EconomyinAreasofCommunications2009年第2期(总第52期)MATLAB在数字信号处理中的应用金延军,孟庆刚(黑龙江工程学院电子工程系,黑龙江哈尔滨150050)摘要:根据FIR数字滤波器设计的基本原理,利用MATLAB实现数学逼近理论,采用窗函数设计FIR数字滤波器的设计方法进行模拟仿真。分析结果发现,在同样阶数下,优化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。双线性变换法设计IIR滤波器可应用于图像处理等方面。关键词:数字信号处理;IIR滤波器
2、;FIR滤波器中图分类号:TP331文献标识码:A文章编号:100825696(2009)0220039203ApplicationofMatlabinThachingofDigitalSignalProcessingJINYan2jun,MENGQing2gang(1.Dept.ofElectronicEngineering,HeilongjiangInstituteofTechnology,Harbin150050,China)Abstract:AccordingtothedesignbasicprincipleofFIRdigitalfi
3、lter,usingMATLABtoachievetheMath2ematicApproximationprinciple,processthesimulationwiththemethodofFIRdigitalfilterdesignedbyWindowFunction.Byanalysisingtheresults,inthesameorder,optimizingdesigncanachievetheopti2mumcharacteristicofthefrequencyandexitinction,whichthepassbandan
4、dsuppressedfrequencybandaresmoothandtransitionbandisnarrow.IIRfilter,designedbydoublelineartransform,canbeusedinthefieldofimageprocessing.Keywords:digitalsignalprocessing;IIRfilter;FIRfilter数字滤波器是数字信号处理中最重要的内容之一,是一冲响应的样值有无限多个,时间长度持续到无限长称为无限种用来过滤时间离散信号的数字系统,通过对抽样数据进行脉冲响应数字滤波器
5、,简称为IIR(InfiniteImpluResponse)数学处理来达到频域滤波的目的。根据其单位冲激响应函滤波器。IIR滤波器的设计过程主要就是寻找滤波器的各个数的时域特性可分为两类:无限冲击响应数字滤波器(Infi2系数,其逼近所要求的特性指标。IIR滤波器的设计方法有niteImpulseResponseDigitalFilter,简称IIR数字滤波器)和2种:一是直接法,也称最优化设计方法,先确定一种最优化有限冲击响应数字滤波器(FiniteImpulseResponseDigital准则(均方误差最小准则或最大误差最小化准则),再求
6、此最Filter,简称FIR数字滤波器)。如果从功能上分类,则可以佳准则下的滤波器系数;二是间接法,先设计一个合适的模分成低通、高通、带通、带阻等滤波器。与IIR滤波器相比,拟滤波器,然后变换成满足技术指标的数字滤波器。butterFIR的实现是非递归、稳定的;更重要的是,FIR滤波器在满函数:设计butterworth滤波器,调用格式:足幅频响应要求的同时,可以获得严格的线性相位特性。因[b,a]=butter(N,Wn)%设计数字低通或带此,它在高保真的信号处理,如数字音频、图像处理、数据传通滤波器输、生物医学等领域得到广泛应用。本文以MA
7、TLAB7.1[b,a]=butter(N,Wn,’high’)%设计数字高通滤波为平台,探讨双线性变换法设计IIR滤波器及窗函数设计的器FIR滤波器。[b,a]=butter(N,Wn,’stop’)%设计数字带阻滤波器1双线性法变换法设计IIR数字滤波器[b,a]=butter(N,Wn,’s’)%设计模拟滤波器数字滤波器是一个离散系统,其系统函数可表示为根据阶数N和截至频率Wn计算butterworth滤波器分M-i子分母的多项式系数。Wn为标量,范围在0～1之间,对应∑bizi=1抽样频率的一半。H(z)=N.-iIIR的技术指标为通带
8、止频率为0.2pi,最大衰减小于1+∑aizi=11dB,阻带截止频率为0.3pi,最小衰减小于15dB。如果式中至少有一个ai的值不为零,并且分母至
