基于matlab的FIR数字滤波器设计_毕业设计任务书
用MATLAB设计FIR数字滤波器
实验八 用MATLAB 设计FIR 数字滤波器（二）一、实验目旳：1、加深对窗函数法设计FIR 数字滤波器旳基本原理旳理解。
2、学习用MATLAB 语言旳窗函数法编写设计FIR 数字滤波器旳程序。
3、理解MATLAB 语言有关窗函数法设计FIR 数字滤波器旳常用函数用法。
二、实验原理：1、用窗函数法设计FIR 数字滤波器 FIR 数字滤波器旳系统函数为N-1-n n=0H(z)=h(n)z ∑这个公式也可以当作是离散LSI 系统旳系统函数M-m -1-2-mmm=0012m N -1-2-k-k12k k k=1bz b +b z +b z ++b z Y(z)b(z)H(z)====X(z)a(z)1+a z +a z ++a z1+a z ∑∑ 分母a 0为1，其他a k 全都为0时旳一种特例。
由于极点所有集中在零点，稳定和线性相位特性是FIR 滤波器旳突出长处，因此在实际中广泛使用。
FIR 滤波器旳设计任务是选择有限长度旳h(n)，使传播函数H(e j ω)满足技术规定。
重要设计措施有窗函数法、频率采样法和切比雪夫等波纹逼近法等。
本实验重要简介窗函数法。
用窗函数法设计FIR 数字滤波器旳基本环节如下：（1）根据过渡带和阻带衰减指标选择窗函数旳类型，估算滤波器旳阶数N 。
（2）由数字滤波器旳抱负频率响应H(e j ω)求出其单位脉冲响应h d (n)。
可用自定义函数ideal_lp实现抱负数字低通滤波器单位脉冲响应旳求解。
程序清单如下：function hd=ideal_lp(wc,N) %点0到N-1之间旳抱负脉冲响应%wc=截止频率（弧度）%N=抱负滤波器旳长度tao=(N-1)/2;n=[0:(N-1)];m=n-tao+eps; %加一种小数以避免0作除数hd=sin(wc*m)./(pi*m);其他选频滤波器可以由低通频响特性合成。
如一种通带在ωc1～ωc2之间旳带通滤波器在给定N值旳条件下，可以用下列程序实现：Hd=ideal_lp(wc2,N)-ideal_lp(wc1,N)（3）计算数字滤波器旳单位冲激响应h(n)=w(n)h d(n)。
基于MATLAB的FIR数字滤波器设计
基于MATLAB的FIR数字滤波器设计实验一离散时间系统的时域分析一、实验目的１.运用matlab仿真一些直观的线性时间系统，并研究它们的时域特性。
２.运用matlab中的卷积运算计算系统的输出序列，加深对离散系统的差分方程、冲激响应和卷积分析方法的理解。
二、实验原理离散时间系统其输入、输出关系可用以下差分方程描述：当输出信号为以太风信号时，系统的输入记为系统单位冲激响应n?dkk?0y[n?k]?m?k?0pkx[n?k]?[n]?h[n]，则系统响应为如下的卷积计算式：y[n]?x[n]?h[n]?mx[m]h[n?m]当h[n]是有限长度的（n：[0，m]）时，称系统为fir系统；反之，称系统为iir系统。
在matlab中，可以用函数y=filter(p,d,x)求解差分方程，也可以用函数y=conv(x,h)计算卷积。
例1clf;n=0:40;a=1;b=2;x1=0.1*n;x2=sin(2*pi*n);x=a*x1+b*x2;num=[1,0.5,3];den=[2-30.1];ic=[00];%设置零初始条件y1=filter(num,den,x1,ic);%计算输入为x1(n)时的输出y1(n)y2=filter(num,den,x2,ic);%计算输入为x2(n)时的输出y2(n)y=filter(num,den,x,ic);%计算输入为x(n)时的输出y(n)yt=a*y1+b*y2;%画出输出信号subplot(2,1,1)stem(n,y);ylabel(‘振幅’)；title(‘加权输入a*x1+b*x2的输出’)；subplot(2,1,2)stem(n,yt);ylabel(‘振幅’)；title(‘平均值输入a*y1+b*y2’)；(一)、线性和非线性系统对线性线性时间系统，若y1(n)和y2(n)分别就是输出序列x1(n)和x2(n)的积极响应，则输出即为合乎共振性，其中对任一x(n)?ax1(n)?bx2(n)的输入积极响应为y(n)?ay1(n)?by2(n)，常量a和b以及任一输出x1(n)和x2(n)都设立，否则为非线性系统。
实验四 参考 基于MATLAB的FIR数字滤波器设计
实验4 基于MATLAB 的FIR 数字滤波器设计一、 实验目的（1） 加深对数字滤波器的常用指标理解。
（2） 学习数字滤波器的设计方法。
二、 实验原理 低通滤波器1()1()P P P SS H H δδδπ⎧-≤Ω≤+Ω≤Ω⎪⎨Ω≤Ω≤Ω≤⎪⎩低通滤波器的常用指标：1、 通带边缘频率P Ω，2、 阻带边缘频率SΩ ，3、 通带起伏P δ，4、通带峰值起伏])[1(log2010dB p pδα--=，5、阻带起伏sδ，最小阻带衰减])[(log 2010dB s S δα-=。
三、 要求 （1）在MA TLAB 中，熟悉函数fir1、kaiserord 、remezord 、remez 的使用；B = fir1(n,Wn,'high','noscale')设计滤波器；[n,Wn,beta,ftype] = kaiserord(f,a,dev)估计滤波器阶数；[n,fo,ao,w] = remezord (f,a,dev ,fs)计算等波纹滤波器阶数n 和加权函数w(ω)； B=remez(n,f,a)进行等波纹滤波器的设计（2）阅读附录中的实例，学习FIR 滤波器的设计方法及其在MA TLAB 中的实现；（3）给出FIR 数字滤波器的冲激响应，绘出它们的幅度和相位频响曲线，讨论它们各自的实现形式和特点。
四、 实验内容利用MA TLAB 编程，分别用窗函数法和等波纹滤波器法设计两种FIR 数字滤波器，指标要求如下：通带边缘频率：π45.01=ΩP ，π65.02=ΩP ，通带峰值起伏：][1dB p≤α。
阻带边缘频率：π3.01=ΩS ，π75.02=ΩS ，最小阻带衰减：][40dB S ≥α。
附录：例1 用凯塞窗设计一FIR 低通滤波器，通带边界频率π3.0=Ωp ，阻带边界频率π5.0=Ωs ，阻带衰减 不小于50dB 。
S Ω-PΩ-P SΩPassband StopbandTransitionbandFig 1 Typical magnitudespecification for a digital LPF解首先由过渡带宽和阻带衰减来决定凯塞窗的N和π2.0=Ω-Ω=∆Ωps，，上图给出了以上设计的频率特性，(a) 为N=30直接截取的频率特性(b)为凯塞窗设计的频率特性。
基于Matllab的FIR数字滤波器的毕业设计
目录摘要 (3)Abstract (4)第1章绪论 (5)1.1 MATLAB语言 (5)1.1.1 MATLAB语言简介 (5)1.1.2 MATLAB软件组成 (5)1.2 滤波器简介 (5)1.2.1数字滤波器 (6)1.2.2数字滤波器的分类 (6)1.2.3 FIR数字滤波器的技术指标 (7)1.2.4数字滤波器的优点 (7)第2章FIR数字滤波器的设计条件及步骤 (7)2.1 FIR数字滤波器的设计条件 (8)2.2 FIR数字滤波器设计的步骤 (8)第3章FIR滤波器的设计方法及各方法步骤 (9)3.1 FIR数字滤波器的设计方法定义 (9)3.2 FIR滤波器各种设计方法介绍 (9)青海民族大学毕业论文3.2.1窗函数法设计法FIR滤波器 (9)3.2.1.1 FIR滤波器常用的窗函数 (10)3.2.2频率采样法设计FIR数字滤波器 (12)3.2.3等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器 (13)第四章FIR数字滤波器窗函数法的MATLAB程序实现 (13)4.1利用窗函数法设计FIR数字滤波器 (13)4.1.1利用窗函数法设计FIR数字低通滤波器 (13)4.1.2利用用窗函数法设计FIR数字高通滤波器 (15)4.1.3利用窗函数法设计FIR数字带阻滤波器 (16)4.2用频率采样法设计FIR数字滤波器 (17)4.3利用逼近法设计FIR带阻滤波器 (19)4.4 MATLAB仿真 (21)结束语 (22)致谢 (22)参考文献 (23)基于M AT L A B的F I R数字滤波器的设计基于Matllab的FIR数字滤波器的设计摘要数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统, 是数字信号处理中的重要组成部分。
本文主要介绍了MATLAB软件的特点，简单地讲述了频率采样法、等波纹逼近法设计FIR滤波器的原理及条件，重点讲述了采用各种窗函数法来实现FIR滤波器的设计，并通过MATLAB程序实现了仿真与验证。
基于matlab的fir数字滤波器的设计
一、引言数字滤波器是数字信号处理中至关重要的组成部分，它能够对数字信号进行滤波处理，去除噪音和干扰，提取信号中的有效信息。
其中，fir数字滤波器作为一种常见的数字滤波器类型，具有稳定性强、相位响应线性等特点，在数字信号处理领域得到了广泛的应用。
本文将基于matlab软件，探讨fir数字滤波器的设计原理、方法和实现过程，以期能够全面、系统地了解fir数字滤波器的设计流程。
二、fir数字滤波器的基本原理fir数字滤波器是一种有限长冲激响应（finite impulse response, FIR）的数字滤波器，其基本原理是利用线性相位特性的滤波器来实现对数字信号的筛选和处理。
fir数字滤波器的表达式为：$$y(n) = \sum_{k=0}^{M}h(k)x(n-k)$$其中，y(n)为输出信号，x(n)为输入信号，h(k)为滤波器的系数，M为滤波器的长度。
fir数字滤波器的频率响应特性由其系数h(k)决定，通过设计合适的系数，可以实现对不同频率成分的滤波效果。
三、fir数字滤波器的设计方法fir数字滤波器的设计方法主要包括窗函数法、频率抽样法、最小最大法等。
在matlab中，可以通过信号处理工具箱提供的fir1函数和firls函数等来实现fir数字滤波器的设计。
下面将分别介绍这两种设计方法的基本原理及实现步骤。
1. 窗函数法窗函数法是fir数字滤波器设计中最为常见的方法之一，其基本原理是通过对理想滤波器的频率响应进行窗函数加权来满足设计要求。
在matlab中，可以使用fir1函数实现fir数字滤波器的设计，其调用格式为：h = fir1(N, Wn, type)其中，N为滤波器的阶数，Wn为滤波器的截止频率，type为窗函数的类型。
通过调用fir1函数，可以灵活地设计出满足特定要求的fir数字滤波器。
2. 频率抽样法频率抽样法是fir数字滤波器设计中的另一种重要方法，其基本原理是在频域上对理想滤波器的频率响应进行抽样，并拟合出一个最优的滤波器。
基于MATLAB的FIR带通数字滤波器设计毕业设计(论文)
目录摘要ABSTRACT (4)第1章绪论 (6)1.1 课题背景... (6)1.2 课题研究的目的和意义...... (7)1.3 MATLAB概述 (8)1.4 国内外研究现状和发展趋势...... (9)1.5 论文的主要研究内容...... (10)1.6 预期达到的目标...... (11)第2章滤波器的特性2.1数字滤波器的定义、分类及特点...... (12)2.2 FIR滤波器的结构特点...... (13)2.3 FIR线性相位滤波器的特点...... (14)2.4实际滤波器的设计指标...... (16)第3章FIR数字滤波器主要设计方法的比较3.1窗函数法...... (17)3.1.1概述...... (17)3.1.2优缺点...... (18)3.2频率抽样法3.2.1概述...... (19)3.2.2优缺点...... (20)3.3其它设计方法...... (22)3.4 设计方法的选定...... (22)3.5 FIR数字滤波器的最优化设计...... (23)第4章FIR滤波器的MATLAB设计4.1设计的基本思路...... (25)4.2设计的总流程图...... (26)4.3窗函数的种类及理论特点...... (27)4.4设计函数fir1和fir2...... (28)4.5 FIR数字滤波器的具体设计步骤...... (29)4.6线性相位FIR低通滤波器的设计...... (31)4.7带通滤波器的设计...... (37)4.7.1概述...... (37)4.7.2带通滤波器的获取...... (40)4.8结论分析...... (43)第5章总结与展望...... (44)参考文献 (45)致谢 (46)摘要传统的数字滤波器的设计过程复杂计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。
本文介绍了一种利用MATLAB信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。
基于MATLAB的FIR数字滤波器设计
数字信号处理课程设计报告课设名称：基于MATLAB的FIR数字滤波器设计学院：信息工程专业：通信工程班级：2012159学号：***************辅导老师：李亚萍陈黎霞时间：2015.12.21——2015.12.30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;频率采样法；一、设计目的本次课程设计的目的是利用MATLAB对语音信号进行数字信号处理和分析，要求学生对语音信号进行频谱分析，并对采集语音信号加入干扰，对加入信号后的频谱进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号，学会GUI界面设计方法，掌握基本操作原理。
二．设计要求1.采集一段语音信号，并对其频谱进行分析。
2.设计滤波器，可以选用高通，低通或带通滤波器，滤除噪声，分析滤波后信号的时域或频域特征。
3.播放三段语音对比频谱，分析其异同。
三．FIR 数字滤波器设计H e满足一定FIR滤波器设计的任务是选择有限长度的()h n，使传输函数()jw的幅度特性和线性相位要求。
由于FIR 滤波器很容易实现严格的线性相位，所以FIR 数字滤波器设计的核心思想是求出有限的脉冲响应来逼近给定的频率响应。
设计过程一般包括以下三个基本问题：（1）根据实际要求确定数字滤波器性能指标；（2）用一个因果稳定的系统函数去逼近这个理想性能指标；（3）用一个有限精度的运算去实现这个传输函数。
频率采样法：频率采样法是从频域出发,根据频域采样定理，对给定的理想滤波器的频率响应()jw H e 加以等间隔的抽样 ，得到()d h k 。
而在各采样点间的频率响应则是其的加权内插函数延伸叠加的结果。
本科毕业设计-基于matlab的FIR数字滤波器设计
分类号编号XXXXNorth China Institute Of Water Conservancy And Hydroelectric Power 毕业设计题目基于Matlab的FIR数字滤波器设计学院信息工程学院专业通信工程姓名学号指导教师2011年 5月20日基于Matlab的FIR数字滤波器设计摘要在数字控制系统中输入信号中所含的干扰对系统的性能会产生很大的影响，因此需要对输入信号进行处理，以提取有用信号。
有限长冲激响应（FIR）滤波器在数字信号处理中发挥着重要作用，采用Matlab软件对FIR数字滤波器进行仿真设计，简化了设计中繁琐的计算。
本文采用窗函数法，频率采样法和优化设计方法，通过调用Matlab函数设计FIR数字滤波器。
绘制对应的幅频特性曲线。
最后用基于Matlab函数设计的FIR数字滤波器进行语音滤波处理，通过滤波前后信号的频谱图和生成的声音文件的对比，分析不同滤波器的滤波效果。
关键词：FIR数字滤波器，仿真，窗函数法，频率取样法，优化设计方法AbstractIn digital control system, interference, which is mixed in the input signal, has a great effect on performance of the system. Therefore, processing of input signal has to be done to get useful signal. Finite impulse response (FIR) filter plays an important role in the processing of digital signal. Designing the FIR filter by Matlab can simplify the complicated computation in simulation and improve the performance.By using the methods of window function, frequency sampling and optimization techniques, the design of FIR digital filter has been processed in Matlab. In the view of the designed program of Matlab and the figure of the amplitude-frequency characterization. At last, by using the FIR digital filters which have been designed to process the sound signal based on the Matlab function, the filtering effect of different digital filters is analyzed by comparing the signal’s spectrum viewers and the sound files which have been generated. The experimental results show that the FIR filters designed in this paper are effective.Key words: FIR digital filter, simulation, windowing method, frequency sampling method, optimization techniques目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 1 数字滤波器 (1)1.1 数字滤波器简介 (1)1.2 IIR数字滤波器 (1)1.3 FIR数字滤波器 (2)1.4 IIR与FIR数字滤波器的比较 (4)2 Matlab及电子通信系统仿真简介 (5)2.1 Matlab简介 (5)2.1.1 基本功能 (5)2.1.2 Matlab的优势 (5)2.2 电子通信系统的仿真简介 (5)2.2.1 通信与电子系统仿真的概念 (5)2.2.2 计算机仿真的步骤 (6)2.2.3 电子通信系统计算机仿真的优点 (6)2.2.4 电子通信系统计算机仿真的局限性 (7)3 FIR数字滤波器的设计 (8)3.1 窗函数法设计FIR滤波器 (8)3.2 频率取样法设计线性相位FIR滤波器 (11)3.3 线性相位FIR滤波器的优化设计 (13)4 利用Matlab实现FIR滤波器设计 (15)4.1 窗函数法的Matlab实现 (15)4.2 频率取样法的Matlab实现 (22)4.3 优化设计的Matlab实现 (26)4.4 利用滤波器处理加有噪声的音频波形 (32)参考文献 (37)附录 (38)附录一外文原文及翻译 (38)外文原文 (38)外文翻译 (51)附录二利用Matlab实现FIR滤波器设计参考程序 (61)1 数字滤波器1.1 数字滤波器简介数字滤波器是一个离散的系统。
毕业设计(论文)开题报告-基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计
武昌理工学院信息工程学院
毕业设计(论文)开题报告
题目：基于MATLAB的FIR
数字滤波器的设计学院：信息工程学院
专业：通信工程
学号：20124226017
学生姓名：陈星
指导教师：李珊
二○一六年三月三日
说明：1.本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在正式开始做毕业设计(论文)的第3周之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。
2.每个毕业设计(论文)课题撰写本报告一份，作为指导教师和学院答辩委员会审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题任务的依据，并接受学校的抽查。
毕业设计(论文)-基于MATLAB的fir数字滤波器的设计
目录摘要----------------------------------------------------------------3 引言----------------------------------------------------------------3正文----------------------------------------------------------------4一、数字滤波器的设计---------------------------------------------------------------41.1 IIR数字滤波器设计------------------------------------61.1.1脉冲响应不变法-------------------------------61.1.2双线性变换法---------------------------------81.2 FIR数字滤波器设计-----------------------------------101.2.1窗函数法------------------------------------111.2.2频率取样法----------------------------------131.2.3最优化设计法--------------------------------14二、数字滤波器的MATLAB设计-------------------------------------152.1 FIR数字滤波器的窗函数法--------------------------152.2 FIR数字滤波器的频率采样法------------------------19 2.3 FIR数字滤波器的最优设计法----------------------23设计总结-----------------------------------------------------------27 参考文献-----------------------------------------------------------27摘要：数字滤波器是数字信号处理的重要环节，数字滤波器可分为IIR和FIR两大类。
基于MATLAB的fir数字滤波器设计及simulink仿真实现毕业设计
2012届毕业设计题目基于Matlab的FIR低通滤波器设计及simulink仿真实现学院自动化与电气工程学院专业测控技术与仪器班级083学号108034063学生姓名乔静兵指导教师施秧完成日期2012年5月25日浙江科技学院本科毕业论文(2012届)题目基于Matlab的FIR低通滤波器设计及simulink 仿真实现学院自动化与电气工程学院专业测控技术与仪器班级083学号108034063学生姓名乔静兵指导教师施秧完成日期2012年5月25号浙江科技学院毕业设计、学位论文版权使用授权书本人乔静兵学号108034063声明所呈交的毕业设计、学位论文《基于Matlab的FIR低通滤波器设计及simulink仿真实现》，是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，与我一同工作的人员对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
本毕业设计、学位论文作者愿意遵守浙江科技学院关于保留、使用学位论文的管理办法及规定，允许毕业设计、学位论文被查阅。
本人授权浙江科技学院可以将毕业设计、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库在校园网内传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计、学位论文。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
（保密的学位论文在解密后适用本授权书）论文作者签名：乔静兵导师签名：施秧签字日期：2012 年5月25日签字日期：2012 年5 月25日残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
摘要数字滤波器是数字信号处理的一个重要的技术分支。
在现代电子系统中，FIR数字滤波器以其良好的线性特性被广泛使用，属于数字信号处理的基本模块之一。
在工程实践中，一般对信号处理要求有实时性和灵活性，而已有的一些软件和硬件计算和实现方式则难以同时达到这两方面的要求。
而随着EDA技术和可编程逻辑器件的发展，使用MA TLAB计算及实现FIR滤波的技术已经非常成熟。
基于matlab的FIR滤波器设计毕业设计
摘要基于matlab的FIR滤波器设计摘要本文分析了国内外数字滤波技术的应用现状与发展趋势，介绍了数字滤波器的基本结构，在分别讨论了IIR与FIR数字滤波器的设计方法的基础上，分析二者的优缺点并重点介绍了基于matlab的FIR（有限长冲激响应）数字滤波器的三种设计方法。
本文采用窗函数法，频率采样法和最优等波纹线性相位法，通过调用Matlab函数设计FIR数字滤波器，并绘制对应的幅频特性曲线。
最后，运用三种滤波器对噪声信号进行滤波处理，通过分析滤波前后信号频谱的变化，验证三种滤波器的效果。
关键词：数字滤波器，窗函数法，频率采样法，最优化设计法，幅频特性曲线，验证ABSTRACTABSTRACTThis paper analyzes the present situation of the application of digital filtering technology at home and abroad and the development trend, introduces the basic structure of the digital filter, respectively in IIR and FIR digital filter design method is discussed, on the basis of analysis the advantages and disadvantages of both and introduced based on the matlab the FIR (finite impulse response) digital filter of the three design methods. Window function method in this paper, the frequency sampling method and optimization design method, by calling Matlab function to design FIR digital filter, and draw the corresponding amplitude-frequency characteristic curve. In the end, using three kinds of filter to filter the noise signal, through the analysis of the change of signal spectrum before and after filtering, the validation of three kinds of filter effect.Key words: digital filter and window function method and frequency sampling method, the optimization design method, the amplitude-frequency characteristic curve, and validation.目录第1章引言 (1)1.1滤波器的概念 (1)1.2滤波器的发展过程 (1)1.3滤波器的分类 (2)1.4 数字滤波器的研究背景与意义 (3)1.5 数字滤波器的现实运用及发展趋势 (4)1.6 数字滤波器的简介 (6)1.6.1 IIR数字滤波器 (7)1.6.2 FIR数字滤波器 (7)1.6.3 IIR与FIR数字滤波器的优缺点 (10)第2章 FIR滤波器的设计 (11)2.1窗函数法设计FIR滤波器 (11)2.1.1 窗函数法的设计思路 (11)2.1.3 几种常用的窗口函数的讨论、比较 (13)2.2频率采样设计法FIR数字滤波器 (15)2.2.1 频率采样法的设计思路 (15)2.2.1 四中类型的线性相位FIR数字滤波器 (17)2.2.3 FIR数字滤波器的改进 (18)2.3 最优等波纹线性相位法设计FIR滤波器 (18)第3章 Matlab简介 (20)3.1 matlab产生的历史背景 (20)3.2 matlab的语言特点 (21)3.2 matlab的功能 (23)3.3 matlab的优势 (25)第4章利用matlab实现FIR滤波器设计 (27)4.1 窗函数法的matlab实现 (27)4.1.1 kaiserord及fir1函数介绍 (27)4.1.2 两种滤波器的窗函数设计 (28)4.2 频率采样法的Matlab实现 (32)4.2.1 fir2函数介绍 (32)4.2.2 两种滤波器的频率采样法设计 (32)4.3 最优等波纹线性相位FIR滤波器的Matlab实现 (35)4.3.1 Firpm函数介绍 (36)4.3.2 最优等波纹线性相位FIR低通滤波器 (37)第5章结论 (39)5.1 对本文工作的总结 (39)5.2 本文存在的问题 (40)5.3 对今后工作学习的展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录 (43)附录一：利用Kaiser窗设计低通滤波器的程序 (43)附录二：利用Hamming窗设计带通滤波器的程序 (44)附录三：采用II型线性相位，频率采样滤波器设计的低通滤波器 (46)附录四：频率采样滤波器设计的高通滤波器 (47)附录五：最优等波纹线性相位FIR低通滤波器 (48)外文资料原文 (50)译文 (56)第1章引言第1章引言1.1滤波器的概念滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的交流电。
基于matlab的FIR滤波器设计毕业设计
摘要基于matlab的FIR滤波器设计摘要本文分析了国内外数字滤波技术的应用现状与发展趋势，介绍了数字滤波器的基本结构，在分别讨论了IIR与FIR数字滤波器的设计方法的基础上，分析二者的优缺点并重点介绍了基于matlab的FIR（有限长冲激响应）数字滤波器的三种设计方法。
本文采用窗函数法，频率采样法和最优等波纹线性相位法，通过调用Matlab函数设计FIR数字滤波器，并绘制对应的幅频特性曲线。
最后，运用三种滤波器对噪声信号进行滤波处理，通过分析滤波前后信号频谱的变化，验证三种滤波器的效果。
关键词：数字滤波器，窗函数法，频率采样法，最优化设计法，幅频特性曲线，验证ABSTRACTABSTRACTThis paper analyzes the present situation of the application of digital filtering technology at home and abroad and the development trend, introduces the basic structure of the digital filter, respectively in IIR and FIR digital filter design method is discussed, on the basis of analysis the advantages and disadvantages of both and introduced based on the matlab the FIR (finite impulse response) digital filter of the three design methods. Window function method in this paper, the frequency sampling method and optimization design method, by calling Matlab function to design FIR digital filter, and draw the corresponding amplitude-frequency characteristic curve. In the end, using three kinds of filter to filter the noise signal, through the analysis of the change of signal spectrum before and after filtering, the validation of three kinds of filter effect.Key words: digital filter and window function method and frequency sampling method, the optimization design method, the amplitude-frequency characteristic curve, and validation.目录第1章引言 (1)1.1滤波器的概念 (1)1.2滤波器的发展过程 (1)1.3滤波器的分类 (2)1.4 数字滤波器的研究背景与意义 (3)1.5 数字滤波器的现实运用及发展趋势 (4)1.6 数字滤波器的简介 (6)1.6.1 IIR数字滤波器 (7)1.6.2 FIR数字滤波器 (7)1.6.3 IIR与FIR数字滤波器的优缺点 (10)第2章 FIR滤波器的设计 (11)2.1窗函数法设计FIR滤波器 (11)2.1.1 窗函数法的设计思路 (11)2.1.3 几种常用的窗口函数的讨论、比较 (13)2.2频率采样设计法FIR数字滤波器 (15)2.2.1 频率采样法的设计思路 (15)2.2.1 四中类型的线性相位FIR数字滤波器 (17)2.2.3 FIR数字滤波器的改进 (18)2.3 最优等波纹线性相位法设计FIR滤波器 (18)第3章 Matlab简介 (20)3.1 matlab产生的历史背景 (20)3.2 matlab的语言特点 (21)3.2 matlab的功能 (23)3.3 matlab的优势 (25)第4章利用matlab实现FIR滤波器设计 (27)4.1 窗函数法的matlab实现 (27)4.1.1 kaiserord及fir1函数介绍 (27)4.1.2 两种滤波器的窗函数设计 (28)4.2 频率采样法的Matlab实现 (32)4.2.1 fir2函数介绍 (32)4.2.2 两种滤波器的频率采样法设计 (32)4.3 最优等波纹线性相位FIR滤波器的Matlab实现 (35)4.3.1 Firpm函数介绍 (36)4.3.2 最优等波纹线性相位FIR低通滤波器 (37)第5章结论 (39)5.1 对本文工作的总结 (39)5.2 本文存在的问题 (40)5.3 对今后工作学习的展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录 (43)附录一：利用Kaiser窗设计低通滤波器的程序 (43)附录二：利用Hamming窗设计带通滤波器的程序 (44)附录三：采用II型线性相位，频率采样滤波器设计的低通滤波器 (46)附录四：频率采样滤波器设计的高通滤波器 (47)附录五：最优等波纹线性相位FIR低通滤波器 (48)外文资料原文 (50)译文 (56)第1章引言第1章引言1.1滤波器的概念滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的交流电。
毕业设计——基于matlab的FIR数字滤波器设计之欧阳德创编
毕业设计任务书设计题目：基于MATLAB的IIR数字滤波器设计专业：通信工程班级学号：姓名：指导教师：设计期限：2012年3月 5日开始2012年5月20日结束院、系：信息工程学院2012年3月7日一、毕业设计的目的1、通过毕业设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。
2、深入了解利用Matlab设计FIR数字滤波器的基本方法。
3、在毕业设计的过程中基本掌握了Matlab编译程序的基本方法。
4、提高自己的自学能力和动手能力。
5、锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。
二、主要设计内容利用窗函数法、频率抽样法设计FIR滤波器，绘制出滤波器的特性图。
利用所设计的滤波器对多个频带叠加的正弦信号进行处理，对比滤波前后的信号时域和频域图，验证滤波器的效果。
最后找一段语音信号，并对此信号进行采样和加噪，绘制出采样后语音信号的时域波形和频谱图，然后用所设计的滤波器对加噪后的信号进行滤波，绘制出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化。
三、重点研究问题基于Matlab的FIR数字滤波器的基本设计方法，能够根据性能指标要求独立灵活地进行滤波器的设计。
四、主要技术指标或主要设计参数（1）滤波器类型（2）滤波器阶数和采样频率（3）通带和阻带截止频率（4）通带和阻带衰减五、设计成果要求1、完成毕业设计书文档2、完成程序的编译和调试3、对程序主要语句做出注释本科生毕业设计（论文）开题报告2012年3月20日基于Matlab的FIR数字滤波器设计摘要：在数字信号处理中 ,由于信号中经常混有各种复杂成分，所以很多信号分析都是基于滤波器而进行的，因此数字滤波器占有极其重要的地位。
在数字控制系统中输入信号中所含的干扰对系统的性能会产生很大的影响，因此需要对输入信号进行处理，以提取有用信号。
有限长冲激响应（FIR）滤波器在数字信号处理中发挥着重要作用，采用Matlab软件对FIR数字滤波器进行仿真设计，简化了设计中繁琐的计算。
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毕业设计任务书设计题目：基于MATLAB的IIR数字滤波器设计专业：通信工程一、毕业设计的目的1、通过毕业设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。
2、深入了解利用Matlab设计FIR数字滤波器的基本方法。
3、在毕业设计的过程中基本掌握了Matlab编译程序的基本方法。
4、提高自己的自学能力和动手能力。
5、锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。
二、主要设计内容利用窗函数法、频率抽样法设计FIR滤波器，绘制出滤波器的特性图。
利用所设计的滤波器对多个频带叠加的正弦信号进行处理，对比滤波前后的信号时域和频域图，验证滤波器的效果。
最后找一段语音信号，并对此信号进行采样和加噪，绘制出采样后语音信号的时域波形和频谱图，然后用所设计的滤波器对加噪后的信号进行滤波，绘制出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化。
三、重点研究问题基于Matlab的FIR数字滤波器的基本设计方法，能够根据性能指标要求独立灵活地进行滤波器的设计。
四、主要技术指标或主要设计参数（1）滤波器类型（2）滤波器阶数和采样频率（3）通带和阻带截止频率（4）通带和阻带衰减五、设计成果要求1、完成毕业设计书文档2、完成程序的编译和调试3、对程序主要语句做出注释本科生毕业设计（论文）开题报告基于Matlab的FIR数字滤波器设计摘要：在数字信号处理中 ,由于信号中经常混有各种复杂成分，所以很多信号分析都是基于滤波器而进行的，因此数字滤波器占有极其重要的地位。
在数字控制系统中输入信号中所含的干扰对系统的性能会产生很大的影响，因此需要对输入信号进行处理，以提取有用信号。
有限长冲激响应（FIR）滤波器在数字信号处理中发挥着重要作用，采用Matlab软件对FIR数字滤波器进行仿真设计，简化了设计中繁琐的计算。
本文采用窗函数法，频率采样法通过调用Matlab函数设计FIR数字滤波器。
绘制对应的幅频特性曲线。
最后用基于Matlab函数设计的FIR数字滤波器进行语音滤波处理，通过滤波前后信号的频谱图和生成的声音文件的对比，分析不同滤波器的滤波效果。
关键词：FIR数字滤波器，仿真，窗函数法，频率抽样法，MatlabDesign of the MATLAB-based FIR digital filterAbstract:In digital signal processing, because the signal is often mixed with a variety of complex composition, so a lot of signal analysis are based on the filter, digital filter occupies an extremely important position.In digital control system, interference, which is mixed in the input signal, has a great effect on performance of the system. Therefore, processing of input signal has to be done to get useful signal. Finite impulse response (FIR) filter plays an important role in the processing of digital signal. Designing the FIR filter by Matlab can simplify the complicated computation in simulation and improve the performance. By using the methods of window function, frequency sampling ,the design of FIR digital filter has been processed in Matlab. In the view of the designed program of Matlab and the figure of the amplitude-frequency characterization. At last, by using the FIR digital filters which have been designed to process the sound signal based on the Matlab function, the filtering effect of different digital filters is analyzed by comparing the signal’s spectrum viewers and the sound files which have been generated. The experimental results show that the FIR filters designed in this paper are effective.Key words: FIR digital filter, simulation, windowing method, frequency sampling method, Matlab目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 第一章绪论. (1)1.1 Matlab简介 (1)1.1.1 MATLAB的发展 (1)1.1.2 Matlab的主要功能 (2)1.2 Matlab的优势及特点 (2)1.2.1M ATLAB的优势 (2)1.2.2 Matlab 语言的特点 (2)第二章数字滤波器 (4)2.1 数字滤波器简介 (4)2.2 IIR数字滤波器 (4)2.3 FIR数字滤波器 (5)2.4 IIR与FIR数字滤波器的比较 (7)第三章 FIR数字滤波器的设计 (8)3.1 窗函数法设计FIR滤波器 (8)3.2 频率抽样法设计线性相位FIR滤波器 (11)第四章利用Matlab实现FIR滤波器设计 (15)4.1 窗函数法的Matlab实现 (15)4.2 频率抽样法的Matlab实现 (22)4.3 利用滤波器处理加有噪声的音频波形 (26)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)附录一外文原文及翻译 (35)附录二利用Matlab实现FIR滤波器设计参考程序 (54)第一章绪论Matlab是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，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。
1.1 Matlab简介1.1.1 MATLAB的发展MATLAB是英文MATrix LABoratory（矩阵实验室）的缩写。
早期的MATLAB 是用FORTRAN语言编写的，尽管功能十分简单，但作为免费软件，还是吸引了大批使用者。
经过几年的校际流传，在John Little。
Cleve Moler和Steve Banger 合作，于1984年成立MathWorks公司，并正式推出MATLAB第一版版。
从这时起，MATLAB的核心采用C语言编写，功能越来越强大，除原有的数值计算功能外，还新增了图形处理功能。
MathWorks公司于1992年推出了具有划时代意义的4.0版；1994年推出了4.2版扩充了4.0版的功能，尤其在图形界面设计方面提供了新方法；1997年春5.0版问世，5.0版支持了更多的数据结构，使其成为一种更方便、更完善的编程语言；1999年初推出的MATLAB5.3版在很多方面又进一步改进了MATLAB语言的功能，随之推出的全新版本的最优化工具箱和Simulink3.0达到了很高水平；2000年10月，MATLAB6.0版问世，在操作页面上有了很大改观，为用户的使用提供了很大方便，在计算机性能方面，速度变的更快，性能也更好，在图形界面设计上更趋合理，与C语言接口及转换的兼容性更强，与之配套的Simulink4.0版的新功能也特别引人注目；2001年6月推出的MATLAB6.1版及Simulink4.1版，功能已经十分强大；2002年6月推出的MATLAB6.5版及Simulink5.0版，在计算方法、图形功能、用户界面设计、编程手段和工具等方面都有了重大改进；2004年，MathWorks公司推出了最新的MATLAB7.0版，其中集成了最新的MATLAB7编译器、Simumlink6.0仿真软件以及很多工具箱。
这一版本增加了很多新的功能和特性，内容相当丰富。
Matlab主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
1.1.2 Matlab的主要功能1.数值计算和符号计算功能2.绘图功能3.语言体系4.MATLAB的工具箱1.2 Matlab的优势及特点1.2.1M ATLAB的优势(1) 工作平台编程环境十分友好（2）编程语言简单易用（3）数据的计算处理能力十分强大（4）图像处理能力强大（5）模块集合工具箱应用广泛（6）程序的接口和发布平台很实用（7）可以开发用户界面1.2.2 Matlab 语言的特点MATLAB语言被称为第四代计算机语言，其利用丰富的函数资源，使程序员从繁琐的程序代码中解放出来，其最突出的特点就是简洁。
MATLAB用更直观的、符合人们思维习惯的代码，代替了C和FORTRAN语言的冗长代码，给用户带来最直观、最简洁的程序开发环境，下面简单介绍一下MATLAB的主要特点。
语言简洁紧凑，使用方便，库函数十分丰富。
MATLAB程序书写的形式自由，利用丰富的库函数避开了繁琐的子程序编程任务，由于库函数都是由本领域的专家编写，所以不必担心函数的可靠性。
高效方便的矩阵和数组运算，MATLAB语言不需要定义数组的维数，并给出了矩阵函数、特殊矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使得在求解信号处理、建模、系统识别、优化和控制等领域的问题时，显得大为简洁、方便、高效，这是其他高级语言所不能的。