基于matlab的fir滤波器设计

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1、东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第II页基于Matlab的FIR滤波器设计摘要介绍了利用MATLAB信号处理工具箱进FIR滤波器设计的三种方法：窗函数法、频率采样法和最优化设计，给出了详细的设计步骤，并将设计的滤波器应用到一个混和正弦波信号，以验证滤波器的性能。关键词：MATLAB，数字滤波器，有限冲激响应，窗函数，仿真东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第II页TheFIRfilterdesignbasedonMATLABAuthor：LiuJunyueTutor：HuangLiqunAbstractIntroducedintothesignalprocessingtoo

2、lboxusingMATLABFIRfilterdesigninthreeways:Windowfunctionmethod,frequencysamplingmethodandthemostoptimaldesign,detaileddesignstepsaregiven,andthedesignofthefilterisappliedtoasinewavemixingsignal,toverifythefilterperformance.KeyWords:MATLAB,digitalfilter,finiteimpulseresponse,thewindowfuncti

3、on,simulation东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第34页东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第34页目录1绪论11.1数字滤波器的研究背景和意义11.2数字滤波器的应用及现状11.3数字滤波器的设计方法12数字滤波器的结构12.1直接型12.2级联型12.3频率取样型13FIR滤波器13.1FIR滤波器的基本概念13.2FIR滤波器的特点13.3FIR滤波器的种类13.3.1数字集成电路FIR滤波器13.3.2DSP芯片FIR滤波器13.3.3可编程FIR滤波器14FIR数字滤波器设计14.1窗函数法14.1.1矩形窗14.1.2海宁(Hanning)窗与汉明(H

4、amming)窗14.1.3布来克曼窗(Blackman)14.1.4凯泽窗(Kaiser)14.1.5窗函数法设计步骤及举例14.2频率采样法14.2.1基本思想14.2.2约束条件14.2.3设计误差14.3最优化设计14.3.1等波纹切比雪夫逼近准则14.3.2仿真函数15结果分析15.1窗函数法仿真结果15.2频率采样法15.3最优化设计1结论1致谢1参考资料1附录1东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第34页附录A1东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第34页1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

5、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

6、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

7、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东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第34页）系统和有限脉冲响应（FIR）系统。FIR数字滤波器的优点