利用GUI设计数字滤波器
基于Matlab GUI的数字滤波器设计
基于Matlab GUI的数字滤波器设计【摘要】基于数字信号处理原理，在分析数字滤波器设计理论和Matlab编程技术及其GUI图形用户界面设计的基础上，开发了具有交互式特点的数字滤波器软件，界面操作简单方便，可以根据需要选择滤波器类型，输入相关参数，然后选择相应的功能按钮，就可以得到滤波器的特性参数，并进行滤波器的性能分析，打破了以往滤波器设计过程中大量繁琐的数值计算问题，为数字滤波器的设计和应用提供了一个有效的辅助工具。
【关键词】FIR;IIR;GUI数字滤波器常通过一定的运算关系改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分来实现滤波，在语音信号处理、信号频谱估计、信号去噪、无线通信中的数字变频以及图像处理等工程实际应用中都很广泛。
根据其冲击响应函数的时域特性可将数字滤波器分为FIR（有限长冲激响应）和IIR（无限长冲激响应）。
然而，在传统数字滤波器的设计过程中需要大量繁琐的数值计算，如果手工计算则费时费力。
目前，数字滤波器的设计常借助计算机，利用Matlab 软件来实现。
本文就GUI这一图形界面编写功能，设计并构建了人机交互式的数字滤波器。
1.数字滤波器的设计思路及结构数字滤波器的设计包括IIR滤波器和FIR滤波器，IIR滤波器包括巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（ChebyshevⅠ）滤波器、切比雪夫Ⅱ（ChebyshevⅡ）滤波器、椭圆（Ellipse）滤波器。
FIR滤波器包括Boxar、Bartlett、Blackman、Hanning、Hamming、Kaiser滤波器。
IIR的设计思想：利用已有的模拟滤波器设计理论，首先根据设计指标设计一个合适的模拟滤波器，再通过脉冲响应不变法或双线性变换法，完成从模拟到数字的变换。
设计步骤如下：（1）根据设计指标，设计最小阶数N和频率参数Wn。
可供选用的阶数选择函数有：buttord，cheblord，cheb2ord，ellipord等。
基于Matlab-GUI的EMI滤波器设计
ｅ ｑ ｕｉ ｐｍｅ ｎ ｔ ｓ． Ａ ｎｅ ｗ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ＥＭ Ｉ ｆ ｉｌ ｔ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ．ｗｈ ｉ ｃ ｈ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ— ＧＵＩ ．Ｉ ｔ ’ ｓ ａ ｓ ｉ ｍｐｌ ｅ ａ ｌ ｇｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｗｉ ｔ ｈ ｒ ｅ ａ ｌ － ｔ ｉ ｍｅ ｒ ｅ ｓ ｐｏ ｎ ｓ ｅ ．Ｔｈ ｉ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｗａ ｓ ｉｔ ｆ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎｇ ｌ ｅ — ｐｈ ａ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ— ｐ ｈａ ｓ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｔ ｔ ｏ ｐｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｓ ．Ｔｈ ｅ ｉｌ ｆ ｅ ｒ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｔ ｈｅ
的滤波器和加 入滤 波器 前后 的输入 电流干 扰进行 对 比，结果 表 明：采用 此设 计方 法是 切 实可行 的 。
பைடு நூலகம்
关键词 ：Ｅ ＭＩ 滤波器 ； 电磁 兼容；共模 干扰 ；差模 干扰； 仿真
ＥＭ Ｉ Ｆｉ ｌ ｔ ｅ ｒ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｂａ ｓ ｅ ｏ ｎ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ－ ＧＵＩ
电子工业技术 的飞速发展 ， 带动 了一系列新兴学
的状 况， 而且能把设计人 员从繁 重的计算工作 中解脱
出来，通过仿真就可 以了解 滤波 器各项性能指标 ，因
科 ， 电磁 兼容 也成为 新秀 并不 断发展和 壮大 。经过 ｌ ０ 年发展 ，尤其 随着 变频器 以及 高频脉 宽调制等变 流技 术在 各种 电源设备 、 传动 设备等的广泛使用 ， 其 工作频 率的不断提 高， 形成 设备间互相干扰 ， 情况 日 益严重 ， 电磁 兼容性 问题 已成 为电路设计工程师面 临 的极 为棘手 问题ｎ Ｊ 。目前加装 电源 滤波器成 了解决传 导和辐射 的有效手段 ， 并在 电子 设备的 电源输入 中广 泛应 用 。 但 是怎么选择一个现有 的滤波器或者设计一
基于MATLAB GUI实现数字图像中值滤波
界面 ， 使用户 可以根据现实需要选择不 同的滤波方法． 经过仿 真实验验证 ， 利用界面操作平 台实 现中值 滤波可 以方便用户使用 ， 并能够达 到较好 的应用效果． ［ 关键词 ］ 中值滤波 ； 自适应 中值 滤波 ； ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ Ｇ Ｕ Ｉ ［ 中图分类号 ￣ Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ４ ［ 文献标识码 ］ Ａ （ 文章编号］ １ ６ ７ １ — ０ １ ８ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ １ ５ ４ — ０ ３
Ｖ０ １ ． ２ ８ Ｎｏ ． ２
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ３
基 于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ Ｇ Ｕ Ｉ 实现数字 图像 中值滤 波
张智 高 ， 张红 梅
（ １ ． 内蒙古民族 大学 数学学 院， 内蒙古 通辽 ０ ２ ８ ０ ４ ３ ； ２ ． 内蒙古 民族大学 计算机科学与技术学院 ， 内蒙古 通辽 ０ ２ ８ ４３ ０ ）
第２ ８ 卷 第 ２ 期
２ ０ １ ３ 年３ 月
内蒙古民族大学学 报（ 自然科学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｍｅ ｄ ｉ ａ ｎ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ａ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｌ ｙ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｄ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗ ｉ ｔ ｈ ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｉ ｎ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍ ｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｒ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ， Ｔ ｏ ｎ ｇ ｌ ｉ ａ ｏ ０ ２ ８ ０ ４ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ
基于MATLABGUI的数字滤波器设计开题报告
MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用。
数字滤波器早在20世纪40年代末就有人开始讨论它的可能性，50年代也有人讨论过，直到60年代中期才开始形成一套完整的正规理论。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已经可以用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实现。数字滤波器是对数字信号进行滤波处理[2]以得到期望的响应特性的离散时间系统。根据数字滤波器单脉冲响应的时域特性可将数字滤波器分为两种,即IIR（Infinite ImpulseResponse）无限长脉冲响应数字滤波器和FIR(Finite Impulse Response)有限长脉冲响应数字滤波器。从功能上分类,可分为低通、高通、带通、带阻滤波器。如果IIR滤波器和FIR滤波器具有相同的性能，那么通常IIR滤波器可以用较低的阶数获得高的选择性，执行速度更快，所用的存储单元更少。但相比模拟滤波器，数字滤波器具有精确度高，使用灵活，可靠性高等优点，已广泛地应用在各个科学技术领域，如语音、通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。随着数字信息时代的发展，数字滤波技术已经成为一门及其重要的科学和技术领域。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。而采用数字滤波器则可以避免很多类似的难题，当然它在其他方面也有很多突出的优点都是模拟技术所不能及的。所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。目前，数字滤波器的设计在图像处理、数据压缩等方面的应用取得了令人瞩目的成就，近年来迅速发展。
利用GUI设计数字滤波器
摘要滤波器是一种能使有用信号频率通过，同时抑制无用频率成分的，集成有源滤波器应用较为广泛，它是由集成运放和电阻，电容等器件组成的。
随着电子技术的发展，模拟滤波器已成为高精度大规模集成电路中的一个基本块，滤波器参数选择的好坏将在一定程度上影响整个系统的工作稳定性和噪声指标的坏。
二阶有源滤波器是一种信号检测及传递系统中常用的基本电路, 也是高阶虑波器的基本组成单元。
本次实训的硬件主要就是研究二阶有源低通滤波器的幅频特性。
传统的数字滤波器设计方法繁琐且结果不直观,本次实训利用MATLAB具有强大的科学计算和图形显示这一优点,结合GUI的设计优点,提高了滤波器的设计精度,从而更好地达到预期效果。
Matlab图形用户界面GUI(Graphic User Interface)的数字滤波器的设计与仿真方法,不仅依赖于Matlab代码,而且充分利用控件,生成一个图形用户界面,一切操作均在此界面下进行,本次实训的软件设计就是利用GUI设计数字滤波器，GUI的使用，使得我们的设计更加的方便、快捷、直观而且灵活性强。
关键词：模拟滤波器；幅频特性；Matlab；GUI；数字滤波器AbstractThe filter is one kind can enable the wanted signal frequency to pass, simultaneously suppresses the useless frequency component, the integrated active filter application is more widespread, it is transports by the integration puts with the resistance, components and so on electric capacity is composed. With the development of electronic technology, the analog filter has become in a high accuracy large scale integrated circuit's basic block, the filter parameter choice quality will affect overall system's work stability and noise target badness to a certain extent. The second-order active filter are in one kind of signal detection and the transmission system the commonly used basic electric circuit, is also the higher order ponders the wave basic composition unit. This reality teaches the hardware is mainly the research second-order active low pass filter's amplitude-frequency characteristic.The traditional digital filter design method is tedious, and the result is not direct-viewing, this reality teaches using MATLAB has the formidable science computation and graphical display this merit, unifies GUI the design merit, increased filter's design precision, thus achieves the expectation effect well. Matlab graphical user interface GUI (Graphic User Interface) digital filter's design and simulation method, not only relies on the Matlab code, moreover uses fully controls, produces a graphical user interface, all operations carry on under this contact surface, this reality teaches the software design is uses the GUI design digit filter, the GUI use, causes our design even more convenient, quick, direct-viewing moreover flexible.Key Words：Analog filter; Amplitude-frequency characteristic ; Matlab; GUI;Digital filter目录引言 (1)1 硬件设计 (2)1.1 二阶有源模拟低通滤波器的设计 (2)1.1.1 具体要求 (2)1.1.2方案设计 (2)1.1.3 电路各参数的计算 (4)1.1.4设计步骤 (4)1.1.5调试过程 (4)2.软件设计 (5)2.1 软件的简介 (5)2.2 Matlab GUI设计工具简介 (5)2.3 IIR数字滤波器的设计步骤 (6)2.4软件的设计程序 (7)3 总结 (11)谢辞 (13)参考文献 (14)附录 (15)引言随着电子信息产业的飞速发展，集成电路技术的也得到了快速的发展，集成有源滤波器在众多领域达到了广泛的应用。
MATLAB-GUI设计FIR滤波器(窗函数)
1 数字滤波器的概述 (3)1.1 FIR数字滤波器设计原理 (3)1.2 FIR数字滤波器的特性 (4)1.3 窗函数的介绍 (6)2 FIR数字滤波器设计及实现 (7)2.1 低通滤波器的设计 (7)2.2 高通滤波器的设计 (9)2.3 带通滤波器的设计 (11)2.4 带阻滤波器的设计 (13)3基于MATLAB GUI的FIR滤波器的仿真 (15)3.1 FIR数字滤波器设计所实现的任务 (15)3.2 FIR数字滤波器界面设计 (16)3.3 FIR数字滤波器函数的编写 (17)3.3.1 菜单FilterType的回调函数 (17)3.3.2 显示类型DispType的函数 (19)3.3.3 阶数N和最小阶数N按钮的函数 (19)3.3.4 文本编辑框的回调函数 (20)3.3.5 滤波器波形按钮的回调函数 (20)3.3.6 文本框Rp和Rs的函数 (21)3.3.7 产生信号按钮的回调函数 (21)3.3.8 滤波后的信号按钮的回调函数 (22)3.3.9 按钮Quit的回调函数 (22)3.4总程序的编写 (22)4 实验结果与显示 (22)5 结束语 (22)6 感谢 (23)7 参考文献 (23)附录 (24)基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计与仿真李宏华湛江师范学院信息科学与技术学院，湛江524048摘要：本文从FIR数字滤波器的设计原理和特性入手，实现了用MATLAB设计FIR数字滤波器的功能，重点阐述了通过MATLAB GUI实现了FIR数字滤波器的仿真。
详细介绍了MATLAB GUI界面的构建与回调函数的程序编写与调试。
关键词：MATLAB；GUI；FIR滤波器The Design and Simulation of FIR Digital Filter base onATLABLI HonghuaInformation Science & Technology School, Zhanjiang Normal University, zhanjiang,524048 ChinaAbstract:This paper starts with the design principles and characteristics of the FIR digital filter, Achieve the task of using MATLAB software to design the FIR digital filter, in particular introduction to complete the simulation of the FIR digital filter base on MATLAB GUI software. Comprehensive introduce to the building of GUI interface and the program compiled with debugging of the callback function.Key word：MATLAB; GUI; FIR Filter1 数字滤波器的概述1.1 FIR数字滤波器设计原理[1]中介绍了数字滤波器冲激响应的时域特征,可将数字滤波器分为2种,即无限长冲激响应滤波器( IIR)和有限长冲激响应滤波器(FIR) 。
基于MATLAB GUI的FIR数字滤波器语音信号去噪处理
基 于 ＭＡＴＬ ＡＢ ＧＵＩ的 Ｆ Ｉ Ｒ数 字 滤 波 器 语 音 信 号 去 噪 处 理
冯 浩
（ 宿州学 院机械与 电子工程学 院 ， 安徽 宿州 ２ ３ ４ ０ ０ ０ ）
摘
要： 结合 数字 滤波器 的理 论基 础 和设 计方 法 ， 在 ＭＡＴ Ｌ ＡＢ程 序 语 言环 境 下 ， 设计 出有 限长 单 位 脉
１ ． １ Ｆ Ｉ Ｒ数字 滤波 器设计 基础 ［ ３ ］
Ｆ Ｉ Ｒ数字滤波器的单位脉冲响应 （ ） 为有限长序列 ， 长度为 Ｎ（ Ｏ ≤ ≤ Ｎ一１ ） ， 其系统函数可表示为 ：
Ｎ－１
Ｈ （ ） 一∑ｈ （ ｎ ） ｚ － ￣
：０
由上式可知 ， 该滤波器系统在 ｚ 一０ 处有 Ｎ一１ 阶极点（ 系统稳定） ， 在 平面有 Ｎ 一１ 个零点． 若单位脉
第３ ８卷 第 ５期
Ｖｏ １ ． ３ ８ Ｎｏ ． ５
文章编号 ： １ ６ ７ ３ — ２ １ ０ ３ ｛ ２ ０ １ ６ ） ０ ５ — ０ ０ ６ ８ — ０ ５
菏 泽
学
院
学 报
２６
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｚ ｅ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
就 目前 市 场发展 状 况来看 ， 语 音分 析系 统普 遍存 在操 作 相对 繁 琐 、 购买 费 用 高 的现 象 ， 无 法 在特 定 项 目
的测量及分析领域发挥 良好的效用． 鉴于此 ， 根据数字滤波器 的单位脉冲响应 函数特点 ， 可将数字滤波器分
为无 限长 单位 脉 冲响应 （ Ｉ Ｉ Ｒ） 滤 波器 和有 限长 单位 脉 冲响应 （ Ｆ Ｉ Ｒ ） 滤 波器 ． Ｉ Ｉ Ｒ数 字 滤 波器 主 要 是利 用 模 拟 滤波 器 的成熟 理论 进行 系统设 计 ， 但 相位 非 线 性 的特 点 也 限 制 了其 滤 波 功能 ； 而 Ｆ Ｉ Ｒ数 字 滤波 器 很 容 易 实 现严 格意 义上 的线 性相 位 ， 其幅度特性类型多样且系统稳定 ， 由于 其 单 位 脉 冲 响 应 为 有 限 长 序 列 ， 可 利 用 Ｆ Ｆ Ｔ算 法实 现信 号滤 波处理 ， 从 而减 少运 算量 ， 提 高运算 效率 ＿ ２ ］ ． 目前 ， 较 为 常用 的 Ｆ Ｉ Ｒ数字 滤波 器设 计 方法 有 三 种 ： 窗 函 数设 计 法 （ 时域设 计 法 ） 、 频 率 采 样 设计 法 （ 频
matlab简易gui界面滤波器 类型 参数 频率响应 选择信号
matlab简易gui界面滤波器类型参数频率响应选择信号在MATLAB 中，可以使用GUIDE 工具创建一个简易的GUI 界面，用于滤波器的设计和频率响应的显示。
以下是一个简单的示例：1. 打开MATLAB 并确保你已经安装了GUIDE 工具。
在MATLAB 命令窗口中输入`guide`命令，或者点击菜单栏的" GUIDE "按钮打开GUIDE 窗口。
2. 在GUIDE 窗口中，选择"Create New GUI"选项，并选择一个合适的模板，例如"Blank GUI"。
3. 在GUI 设计界面中，添加以下控件：- 一个下拉列表（ComboBox）用于选择滤波器类型。
- 一些文本框（EditText）用于输入滤波器的参数。
- 一个按钮（PushButton）用于生成频率响应。
- 一个图形（Graph）用于显示频率响应。
4. 设置下拉列表的"String"属性为不同的滤波器类型选项，例如"Lowpass", "Highpass", "Bandpass"等。
5. 设置文本框的"String"属性为相应的滤波器参数，例如"Cut-off Frequency"、"Bandwidth"等。
6. 在按钮的"Callback"属性中添加一个函数，用于生成频率响应并在图形中显示。
7. 在生成频率响应的函数中，根据用户选择的滤波器类型和输入的参数，使用MATLAB 的滤波器设计函数（例如`butter`、`cheby1`等）来计算频率响应，并将结果绘制在图形中。
8. 保存并运行GUI 界面，用户可以选择滤波器类型、输入参数，并点击按钮生成频率响应。
MATLAB_GUI设计FIR滤波器(窗函数)
1 数字滤波器的概述 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
FIR数字滤波器设计原理错误!未定义书签。
FIR数字滤波器的特性错误!未定义书签。
窗函数的介绍错误!未定义书签。
2 FIR数字滤波器设计及实现错误!未定义书签。
低通滤波器的设计错误!未定义书签。
高通滤波器的设计错误!未定义书签。
带通滤波器的设计错误!未定义书签。
带阻滤波器的设计错误!未定义书签。
3基于MATLAB GUI的FIR滤波器的仿真错误!未定义书签。
FIR数字滤波器设计所实现的任务错误!未定义书签。
FIR数字滤波器界面设计错误!未定义书签。
FIR数字滤波器函数的编写错误!未定义书签。
菜单FilterType的回调函数错误!未定义书签。
显示类型DispType的函数错误!未定义书签。
阶数N和最小阶数N按钮的函数错误!未定义书签。
文本编辑框的回调函数错误!未定义书签。
滤波器波形按钮的回调函数错误!未定义书签。
文本框Rp和Rs的函数错误!未定义书签。
产生信号按钮的回调函数错误!未定义书签。
滤波后的信号按钮的回调函数错误!未定义书签。
按钮Quit的回调函数错误!未定义书签。
总程序的编写错误!未定义书签。
4 实验结果与显示错误!未定义书签。
5 结束语错误!未定义书签。
6 感谢错误!未定义书签。
7 参考文献错误!未定义书签。
附录错误!未定义书签。
基于MATLAB 的FIR 数字滤波器的设计与仿真李宏华湛江师范学院信息科学与技术学院，湛江 524048摘 要：本文从FIR 数字滤波器的设计原理和特性入手，实现了用MATLAB 设计FIR 数字滤波器的功能，重点阐述了通过MATLAB GUI 实现了FIR 数字滤波器的仿真。
详细介绍了MATLAB GUI 界面的构建与回调函数的程序编写与调试。
基于MATLABGUI的滤波器设计软件
基于MATLABGUI的滤波器设计软件引言：滤波器是数字信号处理领域中很重要的一部分，用于对信号进行去噪、信号增强、频域变换等操作。
而滤波器设计的过程中需要进行参数调节、滤波器响应曲线的查看等操作，通过编写MATLABGUI的滤波器设计软件可以简化这一过程，提高滤波器设计的效率。
一、软件的基本功能1.滤波器类型选择功能在软件的界面上，可以选择滤波器的类型，例如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
2.滤波器参数设置功能根据选择的滤波器类型，用户可以设置滤波器的参数。
例如，对于低通滤波器，可以设置截止频率；对于带通滤波器，可以设置通带和阻带的上下限等。
3.滤波器响应曲线展示功能软件还可以实时展示滤波器的频率响应或时域响应曲线。
用户可以通过滑动条等方式改变滤波器参数，实时查看响应曲线的变化，从而方便地进行调试和优化。
4.滤波器输出功能用户设计好滤波器后，软件可以将滤波器的参数输出为MATLAB代码或数据文件，方便用户在其他地方再次使用或进行二次开发。
二、软件的实现思路1.MATLABGUI界面设计通过MATLAB的GUI设计工具，创建软件的用户界面。
界面应该包括滤波器类型选择框、参数输入框、响应曲线图像和参数输出按钮等元素。
2.滤波器设计算法选择适合的滤波器设计算法，并将其实现为MATLAB函数。
例如，可以使用脉冲响应法、窗函数法等经典的滤波器设计算法。
3.界面与算法的交互根据用户在界面上的选择和输入，调用对应的滤波器设计算法进行滤波器设计。
设计完成后，将滤波器的响应曲线显示在界面上。
4.参数输出功能根据用户点击参数输出按钮的操作，将滤波器的参数输出为MATLAB代码或数据文件。
三、软件的优点1.操作方便：通过图形界面操作，减少了用户对MATLAB命令的使用，方便非专业用户进行滤波器设计。
2.实时展示：滤波器的响应曲线实时展示在界面上，用户可以直观地了解滤波器的性能，从而进行参数调节和优化。
基于MATLAB GUI的数字滤波仿真平台设计
Response Digital Filter，简称 FIRDF)。数字滤波器的系统函数通用表达式为：
M
M
∑ br z−r
∑ br z−r
( ) = = H z r= N0=r
0 N
= , a0 1
(1)
∑ ∑ ak z−k 1+ ak z−k
=k 0=k 1
IIR 系统的 H ( z) 分母多项式除 a0 外至少有一个系数 ak ≠ 0 。FIR 系统的 H ( z) 分母多项式除 a0 外所有
Keywords
MATLAB GUI, Digital Filter, Simulation Platform
Copyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/
Received: Mar. 29th, 2021; accepted: Apr. 23rd, 2021; published: Apr. 30th, 2021
Abstract
In order to enable students to have a deeper understanding and mastery of the course of the digital signal processing, one digital filtering simulation platform based on MATLAB GUI is designed. The platform consists of three parts, a user login system with registration, login and password modification, a programming approach to designing IIR and FIR Digital filter, and the use of FDA-
匹配滤波器最佳接收机GUI设计仿真
• 81•通信技术是现代信息战的关键组成，在数字通信系统中，接收信号的质量受系统传输特性和信道中存在的噪声的影响，这两个主要因素决定着接收性能，因此寻找一种最佳接收方法来有效地检测信号，达到最好的传输性能是非常必要的。
本文主要从提高接收机性能的角度，介绍了基于输出信噪比最大准则的匹配滤波器最佳接收机结构，并对其进行仿真，用MATLAB中的GUI进行可视化编程来呈现接收机的波形，对通信技术的理论研究和实际应用都具有重要意义。
1 最佳接收理论在数字通信中，系统传输特性和传输过程中存在的噪声，都会影响接收系统的通信性能。
最佳信号接收理论，研究在噪声干扰中如何最好的检测出有用信号，一般采用概率论与数理统计相结合的方法，将接收问题视为研究对象，研究信号的提取问题。
研究信号统计检测问题的种类根据特性的不同包括以下三类：（1）信号假设检验问题；（2）参数估值问题；（3）信号滤波。
本文研究的内容属于第一类和第三类。
衡量信号质量的标准或准则有多种不同，最佳是在某一种标准或准则下达到接收性能最佳。
最佳接收只是一个相对的概念，在某个标准或准则下的最佳接收系统，对另外一种标准或准则来说不一定是最佳的。
在给定的某些前提条件下，有可能几种准则都是最佳的，也就说是等价的。
本文将详细讨论基于输出信噪比最大准则下的最佳接收机结构。
2 匹配滤波器2.1 匹配滤波器设计准则滤波器作为数字通信系统的重要部件，其特性的选择影响信号的输出。
匹配滤波器设计准则：在某一特定时刻，输出有用信号强，噪声小，即滤波器的输出信噪比最大。
由通信系统的数字信号解调过程可知，匹配滤波器解调器中抽样判决之前各部分电路可以等效成线性滤波器，其接收系统原理图如图1所示。
图1中，s(t)为输入数字信号，n(t)为加性高斯白噪声，r(t)为加噪信号，H(ω)为传输函数，此信道特性为加性高斯白噪声信道。
根据数字通信信号的判决理论，抽样判决器最终输出的数据是否正确，只是由判决时刻的信噪比决定，即信号瞬时功率和噪声平均功率的比值。
根据MATLABGUI滤波器设计
MATLAB课程设计报告基于MATLAB GUI的“滤波器设计软件”设计面对庞杂繁多的原始信号, 如何提取所需信号、抑制不需要的信号这就需要使用滤波器。
滤波器的作用主要是选择所需频带的信号内容而抑制不需要的其他频带的信号内容。
数字滤波器因其精度高、可靠性好、灵活性大等优点, 在语音信号处理、信号频谱估计、信号去噪、无线通信中的数字变频以及图像处理等工程实际应用中都很广泛。
根据其冲击响应函数的时域特性可将数字滤波器分为IIR（有限长冲击响应）和FIR（无限长冲击响应）。
作为强大的计算软件, MATLAB 提供了编写图形用户界面的功能。
所谓图形用户界面, 简称为GUI, 是由各种图形对象, 如图形窗口菜单按钮、文本框等构建的用户界面。
MATALB 可以创建图形用户界面GUI ( GraphicalUser Interface) ,它是用户和计算机之间交流的工具。
MATLAB 将所有GUl 支持的用户控件都集成在这个环境中并提供界面外观、属性和行为响应方式的设置方法,随着版本的提高,这种能力还会不断加强。
而且具有强大的绘图功能,可以轻松的获得更高质量的曲线图。
关键词：MATLAB GUI IIR滤波器FIR滤波器1设计任务 (1)2 MATLAB GUI的简介 (2)3 滤波器设计原理 (3)3.1滤波器概述 (3)3.2 IIR数字滤波器 (5)3.2.1 IIR数字滤波器设计原理 (5)3.2.2 IIR滤波器设计思想 (6)3.2.3 IIR滤波器设计编程实现 (7)3.3 FIR数字滤波器 (10)3.3.1 FIR数字滤波器设计原理 (10)3.3.2 FIR滤波器设计思想 (11)4 基于Matlab GUI的数字滤波器设计思路及实现 (15)4. 1 GUI界面设计概述 (15)4.2 “滤波器设计软件”设计所实现任务 (17)4.3 基于Matlab GUI的数字滤波器设计实现 (20)4.3.1 “滤波器设计软件”GUI界面设计 (20)4.3.2 “滤波器设计软件”回调函数编写 (21)4.3.3AutoChoose.m程序的编写 (28)4.4 运行和结果显示 (36)5 设计总结和心得 (42)5.1 设计总结 (42)5.2 设计心得 (43)Abstract (45)参考文献 (46)附录1设计任务1 设计目的1.巩固所学习过的关于数字信号处理的滤波器的设计2.学习使用MATLAB GUI设计工具应用平面2 设计要求要求：“滤波器设计软件”设计1、要有人机交互界面。
基于 MATLAB GUI的 IIR 数字滤波器平台设计
基于 MATLAB GUI的 IIR 数字滤波器平台设计佚名【摘要】Combining with the research of digital filter in the digital signal processing′s theory,it analyzed the typical design methods of IIR digital filter ,built digital filter design model ,and used MATLAB to sim-ulate the design methods of IIR digital filter in this paper .It designed the interactive platform of IIR digit-al filter in MATLAB GUI graphical program environment ,which can design filter′s specifications accord-ing to the actual tasks required , compare and analyze the frequency characteristicsof analog and digital filters.Through the reading datas ,analyzing the amplitudes and the choice of filter the filting that can real-ize of the actual sample signals .%结合数字信号处理理论中对数字滤波器的研究，分析IIR数字滤波器的典型设计方法，建立数字滤波器设计模型，并利用MATLAB软件对IIR数字滤波器设计方法进行仿真。
同时，在MATLAB GUI图形界面编程环境下设计IIR数字滤波器交互式平台，该平台可根据实际任务需要来设计滤波器的技术指标，对比分析模拟滤波器和数字滤波器的频率特性，同时通过数据读取、幅值分析以及滤波器的选择实现对实际样本信号的滤波功能。
基于MATLABGUI图像滤波器设计要点计划
课程设计报告题目：图像滤波器的设计学生姓名：刘瑞学生学号：1114030118系别：电气信息工程学院专业：通讯工程届别：15届指导教师：陈帅电气信息工程学院制2021年6月图像滤波器的设计学生：刘瑞指导教师：陈帅电气信息工程学院通讯工程专业目的与要求目的：利用MATLAB的GUI程序设计一个简单适用的图像办理程序。
该程序具备中所述的图像办理功能，以知足本次设计要求。
要求：设计一个MATLAB图形界面，能够选择输入图像文件，对图形文件进行多种加噪声，设计滤波器进行滤波办理，并显示结果。
方案拟订设计原理：本设计利用MATLAB软件设计图像界面以实现相应功能，图像界面，简称GUI，是一种供给人机交互的工具和方法。
MATLAB的GUI为开发者供给了一个不离开MATLAB的开发环境，有助于MATLAB 程序的GUI集成。
在MATLAB中的GUIDE就是图像用户界面开发环境，它向用户供给了一系列的创办用户图像界面的工具。
这大大简化了GUI设计和生成的过程1。
功能剖析设计要求该图形界面能够选择输入图像文件，可使用GUI中的“PushButton〞按键或是经过工具条中的“MenuEditor〞设计相应功能。
本次设计采纳后者实现。
在知足根本要求下，增添“保留图像〞和“退出〞两项菜单功能1。
经过三种噪声〔椒盐、高斯、乘性〕和两种滤波器〔高通、低通〕对图像进行加噪声和滤波办理。
噪声是不行展望的，只好用概率方法来认识的随机偏差。
三种噪声特征见小节。
低通滤波器的功能是让低频次经过而滤掉高频，其作用是过滤包括在高频中的噪声。
因此低通滤波器的成效是图像去噪声光滑加强，但同时也克制图像的界限，造成图像模糊。
关于大小M*N的图像，频次点为〔u,v〕与频域中心距离为D〔u,v〕,那么D(u,v)[ (u M)2(v N)2]2〔1〕22高通滤波器是克制低频，让高频重量经过，其作用是使图像获得锐化办理，突出图像界限。
高通滤波器的产生公式为第1页0,D(u,v)D02H(u,v)=〔2〕1,D(u,v)D0设计两个显示图像的窗口，一个用于显示原始图像，另一个用于显示办理后的图像。
基于MATLABGUI的Kalman滤波程序
目录序言..................................................................................................... - 1 -第1章Kalman滤波理论................................................................... - 2 -1.1 Kalman滤波理论的应用背景.........................................................................- 2 -1.2 卡尔曼滤波的基本思想.................................................................................- 3 -1.3 卡尔曼滤波理论基础.....................................................................................- 4 -1.4 卡尔曼滤波参数的估计和调整.....................................................................- 5 -1.5 小结.................................................................................................................- 7 -第2章MATLAB及GUI编程概述 ..................................................... - 8 -2.1 MATLAB简介 ...................................................................................................- 8 -2.2 MATLAB_GUI概述...........................................................................................- 8 -第3章Kalman滤波GUI和程序的设计 ......................................... - 10 -3.1 Kalman滤波器的应用实例.......................................................................... - 10 -3.2 Kalman滤波GUI设计所实现的任务.......................................................... - 11 -3.3 GUI界面设计................................................................................................ - 11 -第4章在MATLAB_GUI下运行程序 .............................................. - 18 -4.1 通过MATLAB_GUI运行结果...................................................................... - 18 -4.2运行结果分析............................................................................................... - 18 -参考文献 ........................................................................................... - 20 -[1] Kalman R.E.A New Approach to Linear filtering and Prodiction Theory.Trans.ASME.Journal of Basic Eng,1960,82D:35-46. ................ - 20 -[2]..................................................................................................... - 20 -[4]..................................................................................................... - 20 -致谢.................................................................... 错误！未定义书签。
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摘要滤波器是一种能使有用信号频率通过，同时抑制无用频率成分的，集成有源滤波器应用较为广泛，它是由集成运放和电阻，电容等器件组成的。
随着电子技术的发展，模拟滤波器已成为高精度大规模集成电路中的一个基本块，滤波器参数选择的好坏将在一定程度上影响整个系统的工作稳定性和噪声指标的坏。
二阶有源滤波器是一种信号检测及传递系统中常用的基本电路, 也是高阶虑波器的基本组成单元。
本次实训的硬件主要就是研究二阶有源低通滤波器的幅频特性。
传统的数字滤波器设计方法繁琐且结果不直观,本次实训利用MATLAB具有强大的科学计算和图形显示这一优点,结合GUI的设计优点,提高了滤波器的设计精度,从而更好地达到预期效果。
Matlab图形用户界面GUI(Graphic User Interface)的数字滤波器的设计与仿真方法,不仅依赖于Matlab代码,而且充分利用控件,生成一个图形用户界面,一切操作均在此界面下进行,本次实训的软件设计就是利用GUI设计数字滤波器，GUI的使用，使得我们的设计更加的方便、快捷、直观而且灵活性强。
关键词：模拟滤波器；幅频特性；Matlab；GUI；数字滤波器AbstractThe filter is one kind can enable the wanted signal frequency to pass, simultaneously suppresses the useless frequency component, the integrated active filter application is more widespread, it is transports by the integration puts with the resistance, components and so on electric capacity is composed. With the development of electronic technology, the analog filter has become in a high accuracy large scale integrated circuit's basic block, the filter parameter choice quality will affect overall system's work stability and noise target badness to a certain extent. The second-order active filter are in one kind of signal detection and the transmission system the commonly used basic electric circuit, is also the higher order ponders the wave basic composition unit. This reality teaches the hardware is mainly the research second-order active low pass filter's amplitude-frequency characteristic.The traditional digital filter design method is tedious, and the result is not direct-viewing, this reality teaches using MATLAB has the formidable science computation and graphical display this merit, unifies GUI the design merit, increased filter's design precision, thus achieves the expectation effect well. Matlab graphical user interface GUI (Graphic User Interface) digital filter's design and simulation method, not only relies on the Matlab code, moreover uses fully controls, produces a graphical user interface, all operations carry on under this contact surface, this reality teaches the software design is uses the GUI design digit filter, the GUI use, causes our design even more convenient, quick, direct-viewing moreover flexible.Key Words：Analog filter; Amplitude-frequency characteristic ; Matlab; GUI;Digital filter目录引言 (1)1 硬件设计 (2)1.1 二阶有源模拟低通滤波器的设计 (2)1.1.1 具体要求 (2)1.1.2方案设计 (2)1.1.3 电路各参数的计算 (4)1.1.4设计步骤 (4)1.1.5调试过程 (4)2.软件设计 (5)2.1 软件的简介 (5)2.2 Matlab GUI设计工具简介 (5)2.3 IIR数字滤波器的设计步骤 (6)2.4软件的设计程序 (7)3 总结 (11)谢辞 (13)参考文献 (14)附录 (15)引言随着电子信息产业的飞速发展，集成电路技术的也得到了快速的发展，集成有源滤波器在众多领域达到了广泛的应用。
如满足一定频率特性相移特性的特殊滤波器，例如线性电路，广泛应用于电子，电气，通信，计算机等领域的信号处理的电路中。
滤波器种类很多：相性滤波器，时延滤波器，音响中的计权网络滤波器，电视中的中放声表面波滤波器。
滤波器是一种能使有用信号顺利通过而同时对无用频率信号进行抑制或衰减的电子装置。
工程上常用它来做信号处理、数据传送和抑制干扰等。
由于有源滤波器处理的信号是频变信号，常用频域法和复频域法讨论，电路的传递函数较复杂，涉及到的电路参数较多，再加之有源滤波器的种类繁多，分析和设计都有一定的困难。
随着计算机技术的迅速发展，计算机辅助设计技术己经渗透到电路设计的各个领域，EDA仿真技术在处理电路设计时起到了重要的作用，这次实训我们就应用了EDA的Multisim软件对设计的二阶模拟低通滤波器设计电路进行了仿真，通过仿真可以大致估算我们电路的可行性，它为我们的设计提供了很大的帮助。
模拟滤波器的实现使我们对数字滤波器的实现打下了基础，随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。
目前数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。
在数字信号处理中起着重要的作用并已获得广泛应用的是数字滤波器（DF，Digital Filter），根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类：无限冲激响应IIR（Infinite Impulse Response）滤波器和有限冲激响应FIR（Finite Impulse Response）滤波器。
与FIR滤波器相比，IIR的实现采用的是递归结构，极点须在单位圆内，在相同设计指标下，实现IIR滤波器的阶次较低，即所用的存储单元少，从而经济效率高。
MATLAB是英文MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。
它是美国的MathWorks 公司推出的一套用于科学计算和图形处理可视化、高性能语言与软件环境。
它的信号处理工具箱包含了各种经典的和现代的数字信号处理技术，是一个非常优秀的算法研究与辅助设计的工具。
在设计数字滤波器时通常采用MATLAB来进行辅助设计和仿真。
本次实训我们利用MATLAB的GUI来实现IIR/FIT低通（高通、带通或带阻）数字滤波器的仿真，通过仿真波形分析各种数字滤波器的性能。
1 硬件设计1.1 二阶有源模拟低通滤波器的设计1.1.1 具体要求（1）通过运放，设计模拟低通滤波器；（2）滤波器的阶数在二阶及以上；（3）滤波器的截止频率为33KHZ；（4）测量滤波器输出，并绘制它的幅频特性曲线图。
1.1.2方案设计（1）RC网络的作用：在电路中RC网络起着滤波的作用，滤掉不需要的信号，这样在对波形的选取上起着至关重要的作用，通常主要由电阻和电容组成。
（2）放大器的作用：电路中运用同相输入运放，其闭环增益A=1+R4/R3同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。
（3）反馈网络的作用：将输出信号的一部分或全部通过牧电路印象输入端，称为反馈，其中的电路称为反馈网络，反馈网络分为正、负反馈。
（4）工作原理：二阶有源滤波器是一种信号检测及传递系统中常用的基本电路, 也是高阶虑波器的基本组成单元。
常用二阶有源低通滤波器的电路型式有压控电压源型、无限增益多路反馈型和双二次型。
本次设计采用压控电压源型设计课题。
有源二阶模拟低通滤波器设计电路原理图和PCB板图如下所示：图2. 有源二阶模拟低通滤波器设计电路原理图图3.有源二阶模拟低通滤波器设计电路PCB板图1.1.3 电路各参数的计算(1) 二阶低通滤波器的通带增益:Av=1+R4/R3（R1=R2，C1=C2）;(2) 截止频率:fc=1/2πRC;(3) 品质因数：Q=1/(3-Av)。
1.1.4设计步骤（1）绘制原理图，PCB板图；（2）印制电路板，安装元件；（3）硬件调试，测试。
1.1.5调试过程（1）为了硬件调试不出现很大的错误，先用Multisim软件进行仿真，仿真的结果是Av=2,Q=1,fc=55.86KHZ。
虽然截止频率没有达到理论值，可是低通滤波器的幅频特性却很理想，所以说电路没有很大的错误，可以进行硬件测试了，但是为了能够达到实训要求（得到要求的截止频率），R1、R2改为2KΩ可调电阻。
（2）利用做好的电路板，连接好线路，进行幅频特性的测量。
（3）选择R3=R4=2.4KΩ,C1=C2=100nF，输入信号后，利用示波器观察输出波形，发现输出波形不理想，改变可调电阻，仍发现杂波干扰较大，也就是滤波效果不，所以为了得到更好的输出波形，改变了电容，即C1=C2=10nF,得到了较好的输出波形。