基于Matlab的模拟滤波器设计与仿真

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毕业设计(论文)-基于MATLAB的数字滤波器的设计与仿真模板

基于MATLAB的数字滤波器设计与仿真摘要：数字滤波器的实现是数字信号处理中的重要组成部分,设计过程较复杂,牵涉到模型逼近,指标选择,计算机仿真,性能分析及可行性分析等一系列的工作,本文从设计原理以及数学软件MA TLAB出发阐述数字滤波器的设计原理与方法。

应用MA TLAB语言设计数字滤波器时采用直接程序设计法、FDATool以及SPTool信号处理工具箱的设计方法，通过实例，给出了FIR程序设计法和使用信号处理工具箱中SPTool进行设计的仿真图形，并在MATLAB的Simulink环境下，调用所设计的FDATool滤波器进行了仿真。

关键词：MA TLAB；数字滤波器；FDATool；SPTool；Simulink；IIR；FIR；MATLAB-based Digital Filter Design and SimulationAbstract: The digital filter is one of the most significant applications of DSP. The design process is very complex involving the model approximation, parameter selection, computer simulation and performance analysis, feasibility analysis and a series of work. This article try to solve the hard problem in another way, making the benefit of the advanced software MATLAB and gives some basic MA TLAB advice to readers to help them to learn the information of using MA TLAB as a tool to design different kinds of digital filters.The design methods of direct programming, FDATool interface and SP Tool signal processing toolbox are introduced in designing digital filter with MATLAB in this article. The imulation figures are given by programming and SPTool signal processing toolbox. Further more, the designed FDA tool filter are called and simulated in SIMULINKKey words: MATLAB; Digital filter; FDATool ; SPTool ; IIR;FIR;1引言1.1数字滤波器的研究背景与意义当今，数字信号处理[1]（DSP：Digtal Signal Processing）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，因此受到人们的普遍关注。

基于Matlab的FIR滤波器设计与仿真

ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ● 电力电子
一１
基于ＬＭａｔｌａｂ的ＦＩＲ滤波器设计与仿真
文／张劲峰
一一一一一一一
波器。
对于任一种滤波器来说，其系统函数是以及通过查表，选定窗最重要的，一般我们也会针对其系统函数进行函数，以及确定阶数Ｎ分析。而ＦＩＲ滤波器的系统函数则如下图所示的大小；综合上诉求出
足设计要求。可用框图表示：
７ＦＩＲ滤波器的特点
【关键词】ＦＩＲ滤波器Ｍａｔｌａｂ仿真
序列。又或者把ｘ（ｎ）补上ＬＮ２个零值点，选择性，必须用较高的阶数；对于同样的滤波（ｎ）补上ＬＮ１个零值点，然后进行Ｌ点器设计指标，ＦＩＲ滤波器所要求的阶数可能比随着电子信息技术的不断更新，数字信号将ｈ圆周卷积，就可以代替原ｘ（ｎ）与ｈ（ｎ）的线Ｉ处理已经得到了众多电子领域的认可和应用。ＩＲ滤波器高５－１０倍，所以ＦＩＲ滤波器的成本ＦＴ较高，信号延时也较大，但使用Ｆ而在数字信号处理过程中，数字滤波是一个非性卷积。而滤波器的圆周卷积就可以通过ＤＩＲ滤波器却和ＩＤＦＴ的方法进行计算。这样就可以得到该可以得到严格的线性相位。常重要的环节。要设计和制作一个ＦＩＲ滤波器，可以
晰，得到社会各界的广泛应用。其主要的设计原理是根据滤波器的技术指标，选取一个合适的阶数Ｎ和合适的窗函数类型，令其幅频特性能够无限接近理想滤波器的幅频特性。设计

基于MATLAB的IIR和FIR滤波器的设计与实现要点

基于MATLAB的IIR和FIR滤波器的设计与实现要点IIR和FIR滤波器是数字信号处理中常用的滤波器设计方法，它们分别基于无限脉冲响应（IIR）和有限脉冲响应（FIR）的理论基础。

本文将对基于MATLAB的IIR和FIR滤波器的设计与实现要点进行详细的介绍。

1.滤波器设计方法IIR滤波器设计方法主要有两种：基于模拟滤波器的方法和基于离散系统的方法。

前者将模拟滤波器的传递函数转化为离散滤波器的传递函数，常用方法有：脉冲响应不变法、双线性变换法等，MATLAB中提供了相关函数实现这些方法。

后者直接根据滤波器的要求设计离散系统的传递函数，常用方法有：Butterworth、Chebyshev等，MATLAB中也提供了相应的函数实现这些方法。

2.滤波器参数的选择选择合适的滤波器参数是IIR滤波器设计中的关键步骤。

根据滤波器的型号和设定的滤波器规格，主要需要选择的参数包括：滤波器阶数、截止频率、通带和阻带的衰减等。

一般情况下，滤波器阶数越高，滤波器的性能越好，但计算量也会增加，所以需要进行权衡。

3.滤波器实现方法基于MATLAB的IIR滤波器可以通过直接的形式或级联形式实现。

直接形式直接使用传递函数的表达式计算输出样本；级联形式则将传递函数分解为多个较小的子滤波器，逐级计算输出样本，并将各级输出进行累加。

选择哪种形式取决于具体的应用需要和滤波器的阶数。

4.滤波器性能评估设计好IIR滤波器后，需要对其性能进行评估，判断滤波器是否满足要求。

主要评估指标包括：幅频响应、相频响应、群延迟等。

MATLAB提供了多种绘制频域和时域响应曲线的函数，可以用来评估IIR滤波器的性能。

1.滤波器设计方法FIR滤波器设计主要有两种方法：窗函数法和最优化法。

窗函数法是最简单的设计方法，它通过对理想滤波器的频率响应进行窗函数加权来获得滤波器的时域响应，常用的窗函数有：矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗等。

最优化法则通过优化其中一种准则函数，如最小二乘法、Chebyshev等，得到最优的FIR滤波器。

基于MATLAB的IIR数字滤波器设计与仿真

基于MATLAB的IIR数字滤波器设计与仿真一、概述在现代数字信号处理领域中，数字滤波器扮演着至关重要的角色。

其通过对输入信号的特定频率成分进行增强或抑制，实现对信号的有效处理。

无限脉冲响应（IIR）数字滤波器因其设计灵活、实现简单且性能优良等特点，得到了广泛的应用。

本文旨在基于MATLAB平台，对IIR数字滤波器的设计与仿真进行深入研究，以期为相关领域的研究与应用提供有益的参考。

IIR数字滤波器具有无限长的单位脉冲响应，这使得其在处理信号时能够展现出优秀的性能。

与有限脉冲响应（FIR）滤波器相比，IIR滤波器在实现相同性能时所需的阶数更低，从而减少了计算复杂度和存储空间。

在需要对信号进行高效处理的场合，IIR滤波器具有显著的优势。

MATLAB作为一款功能强大的数学软件，提供了丰富的函数和工具箱，使得数字滤波器的设计与仿真变得简单而高效。

通过MATLAB，我们可以方便地实现IIR滤波器的设计、分析和优化，从而满足不同应用场景的需求。

本文将首先介绍IIR数字滤波器的基本原理和特性，然后详细阐述基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计方法和步骤。

接着，我们将通过仿真实验验证所设计滤波器的性能，并对其结果进行分析和讨论。

本文将总结IIR数字滤波器设计与仿真的关键技术和注意事项，为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和启示。

1. IIR数字滤波器概述IIR（Infinite Impulse Response）数字滤波器是数字信号处理中常用的一类滤波器，它基于差分方程实现信号的滤波处理。

与FIR （Finite Impulse Response）滤波器不同，IIR滤波器具有无限长的单位脉冲响应，这意味着其输出不仅与当前和过去的输入信号有关，还与过去的输出信号有关。

这种特性使得IIR滤波器在实现相同的滤波效果时，通常具有更低的计算复杂度，从而提高了处理效率。

IIR滤波器的设计灵活多样，可以根据不同的需求实现低通、高通、带通和带阻等多种滤波功能。

基于MATLAB的模拟滤波器设计

基于MATLAB的模拟滤波器设计滤波器是信号处理中常用的工具，用于去除或增强信号中的一些频率成分。

MATLAB是一个功能强大的数学软件，提供了丰富的工具和函数用于设计和模拟滤波器。

这篇文章主要介绍基于MATLAB的模拟滤波器设计。

MATLAB提供了一些用于设计模拟滤波器的函数，其中最常用的是“butter”，“cheby1”和“ellip”等函数。

这些函数可以根据设计规范生成传输函数或系统函数，并可用于计算滤波器的频率响应、脉冲响应和单位响应等参数。

首先，我们需要确定滤波器的设计规范。

设计规范包括截止频率、阻带增益、带宽和滤波器的类型等。

根据不同的应用需求，我们可以选择不同的滤波器类型，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

以低通滤波器为例，我们可以使用MATLAB的“butter”函数来设计一个模拟滤波器。

该函数使用巴特沃斯滤波器设计方法，可以生成满足指定截止频率和阻带增益要求的低通滤波器。

下面是一个MATLAB代码示例，展示如何使用“butter”函数来设计一个模拟低通滤波器：```matlab%设计规范fc = 1000; % 截止频率fs = 8000; % 采样频率Wn = fc / (fs/2); % 归一化截止频率%设计滤波器[n, Wn] = buttord(Wn, 3, 3, 40); % 计算滤波器阶数和截止频率[b, a] = butter(n, Wn); % 计算传输函数系数%绘制频率响应[h, w] = freqz(b, a, 1024, fs);plot(w, abs(h));xlabel('频率 (Hz)');ylabel('幅度');title('模拟低通滤波器频率响应');```在上面的代码中，我们首先定义了设计规范，包括截止频率“fc”和采样频率“fs”。

然后，我们使用“buttord”函数计算滤波器的阶数和归一化截止频率。

基于matlab的滤波器的设计与仿真

目录1引言 (1)2 关于MATLAB (1)3 数字滤波的基本概念 (2)4设计方案 (3)4.1数字滤波器设计的基本步骤 (3)4.1.1确定指标 (3)4.1.2模型逼近 (3)4.1.3实现性能分析和计算机仿真 (3)4.2基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计与仿真 (3)4.3基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计 (7)4.3.1 IIR数字滤波器的设计原理 (7)4.3.2 IIR数字滤波器的传统设计方法 (7)4.3.3 IIR数字滤波器的设计 (8)4.3.4 IIR数字滤波器的程序设计 (9)4.3.5 IIR数字滤波器的仿真 (10)5 FIR数字滤波器与IIR数字滤波器的比较 (11)6 结论 (12)参考文献 (13)数字滤波器是一个离散系统。

该系统能对输入的离散信号进行处理，从而获得所需的有用信息。

现代数字滤波器的设计大体可以分为IIR和FIR两大类，可以用软件和硬件两种方法来实现，而选用MATAB信号处理工具箱为设计通用滤波器带来了极大的方便。

本文按设计指标要求设计了滤波器，其中IIR采用巴特沃什，FIR采用布莱克曼窗进行设计，得出了与之对应的幅度响应曲线和相位响应曲线，最后对IIR和FIR的实现形式和性能等方面进行比较。

关键词：MATLAB；IIR；FIRThe digital filter is a discrete system. The system can be able to handle discrete signals. So it can achieve required important information.There are two major kinds of design principle of digital filter, which are finite impulse response (FIR) and infinite impulse response (IIR). The modern digital filter can be received by two kinds of method of software and hardware. But using MATLAB signal disposing tool case to design the digital filter is more convenient and universally applied.The main body of the paper is demanded to design a digital filter according to the designing index. IIR adopts Butterworth and FIR adopts the Blackman window to design the digital filter. Finally, carry out comparison on IIR and the FIR realization and function aspect.Key words: MATLAB; IIR; FIR1引言理想滤波器就是一个让输入信号中的某些有用频谱分量无任何变化的通过，同时又能完全抑制另外那些不需要的成分的具有某种选择性的器件、网络或计算机硬件支持的计算程序。

基于MATLAB／Simulink的数字滤波器设计与仿真

ｏｉｉｌｌｒｈｓｅｎｉｔｏｕｅｅａｌｆｇｔｔａｅｒｄｃｄｉｄｔｉｄａｆｅｉｂｎｎ．
．
Ｋｅｒｓｄｇａｆｔ；ＭＡＬＢＳｍｕｉｋｆｉｒｐｌｅｅｐｎｅＦＲｙｗｏｄ：ｉｉｌｌｒｔｅｉＴＡ／ｉｌ；ｉｔｙｉｕｓｓｏｓ（）ｎｎａｍｒＩ
１引言
数字滤波器是指输入、输出均为数字信号，通过一定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的器件。根据数字滤波器冲激响应的时域特征，可将数字滤波器分为两
种，即无限冲激响应（ＩＩＲ）滤波器和有限冲激响
计法、频率采样设计法和最优化设计法等。本文主要介绍窗函数设计法［。１它的基本原理是用一定宽】度窗函数截取无限冲激响应序列以获得有限长的
维普资讯
基于ＭＡＬＢＳｍｕｉｋ的数字滤波器设计与仿真ＴＡ／ｉｌｎ
李茂，任学恒，李涛，张怀武
（电子科技大学微电子与固体电子学院，四川成都６０５）１０４
摘要：介绍了一种利用ＭＡＬＢ中滤波器设计分析工具（ＤＴｏ）ＴＡＦＡｏ１快速有效地设计数字滤波器的方法。
２数字滤波器的窗函数设计方法
ＦＲ滤波器的设计方法有许多种，Ｉ如窗函数设
收稿日期：２０．２１０６０．６修回日期：２０．２００６１．１
ＭＡＬＢ信号处理工具箱里专用的滤波器设计分ＴＡ析工具，ＭＡＬＢ．ＴＡ６０以上的版本还专门增加了滤

基于Matlab的模拟滤波器设计与仿真_周学军

基于Matlab 的模拟滤波器设计与仿真周学军(延安大学物理与电子信息学院,陕西延安　716000)摘　要:巴特沃思、切比雪夫模拟低通滤波器通常是设计模拟高通、带通和带阻滤波器的原型,先按给定频率响应巴特沃思、切比雪夫低通H a (s )逼近,然后由选定H a (s )实现二端口网络的电路结构和参数值。

在此对达林顿T 型和П型电路结构的滤波器元件参数进行了编程计算,并对其系统函数的幅频特性进行仿真。

仿真结果符合设计要求,该方法便捷,程序具有可扩展性。

关键词:Laplace 变换;模拟滤波器;巴特沃斯;切比雪夫中图分类号:T N713 文献标识码:A 文章编号:1004-373X (2010)08-0062-02Design and Simulation of Analog Filter Based on MatlabZH O U Xue -jun(Co llege of Phy sics and Electronics Info rma tion ,Yan 'an Universi ty ,Yan 'an 716000,China )Abstract :Butter wo rth and Cheby shev analog lo w -pass filters a re usually designed to simulate hig h -pa ss ,ba nd pass and band sto p filte r pro to types .But te rwo rth and Cheby shev low -pa ss H a (s )appro ximation is responded acco rding to a g iv en fre -quency ,and then the cir cuit str ucture and parameter value s are realized by selected H a (s ).T he element parameter s of the fil -te r with str uctures of Darling to n T -ty pe and П-ty pe cir cuits are pe rfo rmed with the calculatio n and prog ram ,and then the am -plitude -frequency characteristic of its sy stem function is simula ted .T he simulatio n r esults show that the sy stem can mee t the desig n requir ements ,the method is convenient and the prog ram has expansibility .Keywords :L aplace transfo rma tion ;analo g filter ;But te rwo rth ;Cheby shev收稿日期:2009-10-240　引　言建立在拉普拉斯变换基础之上的模拟滤波器的理论和设计方法已经发展得相当成熟,且有若干典型滤波器供人们选择,如巴特沃斯(Butterw orth )滤波器、切比雪夫(Chebyshev )滤波器等。

基于Matlab 的模拟滤波器仿真设计

improving the traditional perturbation observation method, the oscillation of power output waveform is reduced.
Simulation experiments were carried out through Matlab to verify the function of the algorithm . The algorithm can
第 21 期
2022 年 11 月
无线互联科技·研究创新
No. 21
November,2022
[5] 杨斌,闫忠鹏. 基于扰动观察法及电导增量法的光伏 MPPT 控制研究[ J] . 喀什大学学报,2021(6) :40-46.
[6] 程若发,许立斌,杨嘉静,等. 基于 Boost 变换器的改进电导增量法 MPPT 仿真[ J] . 实验室研究与探索,2021(4) :103-107,123.
用 Matlab 软件 [1] ,对低通滤波器进行仿真设计,根据频
率变换的方法设计出其他类型的滤波器 [2] 。
1 滤波器
1. 1 滤波器的类型
滤波器可以按照通过的频率范围进行分类,可以
细化分为低通、高通、带通和带阻等。低通的含义是指
能够通过低频分量的同时抑制高频分量;高通和低通
reduce the power output waveform oscillation in the control process of MPPT, so that the photovoltaic system can
Guo Shichu, Yin Hangshuai, Liu Dongdong ∗

基于Matlab的滤波器仿真与演示

低通滤波器：允许低频信号通过，抑制高频信号
带通滤波器：允许一定频段的信号通过，抑制其他频段信号
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高通滤波器：允许高频信号通过，抑制低频信号
带阻滤波器：抑制特定频段的信号，允许其他频段信号通过
滤波器类型：低通、高通、带通、带阻滤波器设计步骤：确定滤波器参数、选择滤波器函数、进行滤波器设计设计工具：Matlab自带滤波器设计工具设计注意事项：避免过度拟合或欠拟合、考虑计算复杂度
滤波器性能指标：如通带波动、阻带衰减
等
仿真结果展示：通过图表或图像展示滤波器频率响应、时
域响应等
案例分析：对所选取的滤波器类型、参数设置等进行详
细分析
结果对比：将仿真结果与理论值进行对比，分析误差及原
因
Matlab滤波器仿真与演示总结与展望
滤波器的性能评估和优化方法
Matlab滤波器仿真与演示的原理和实现方法
滤波器在信号处理和通信系统中的应用
未来发展方向和潜在应用领域
未来滤波器技术的发展趋势 Matlab在滤波器设计中的新应用滤波器仿真与演示的未来发展方向基于Matlab的滤波器仿真与演示的未来研究热点
感谢您的观看
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结果分析：对仿真结果进行详细分析，并与理论值进行对比
结论：总结滤波器性能评估结果，提出改进意见
滤波器类型选择：根据信号处理需求选择合适的滤波器类型，如低通、高通、带通等。
滤波器阶数确定：根据信号处理精度和实时性要求，选择合适的滤波器阶数。
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滤波器参数优化：通过调整滤波器参数，如截止频率、阻尼因子等，提高滤波效果。

基于Matlab／Simulink的滤波器设计仿真技术的实现

的交互式图形用户界面。
创建模型并寻找解决实际问题的方法，以用它轻松地搭建一个可系统模型，设置模型参数和仿真参数。由于Ｓｍｌｋ是交互式并ｉｕｉｎ
Ｋｅｒｓｓｌｋｔｏｂｘｆｌｒｔｂｙｗｏｄ：ｍｕｉ；ｌｏ；ｒｆｔ；ｌｉｎｏｉｉｅｍａａ
１引言
计算机仿真技术是应用电子计算机对研究对象的数学模型进行计算和分析的方法。装了Ｓｍｌｋ的计算机就如真正的建安ｉｕｉｎ
中图分类号：Ｐ８Ｔ１
ห้องสมุดไป่ตู้
文献标识码：Ａ
文章编号：０９３４（０７０ — １８ — ２１０ — ０４２０）４１０６０
ＱＵｉｏｇＬ—ｒｎ
ＦｌｒｅｉｎｔｅｉｅｓｍｕａｉｎｂｓｄｏｔｂＳｉｌｋｉｅｓｇｏｒａｌｉｌｔａｅｎＭａｌ／ｍｕｉｔｄｚｏａｎ
（ｏｅｅｏｆｒａｏＣ￣ｇｆｎｏｍｔｎ＆ｐｏｓｏａｔｈｏｏｙｎｉ１０６ｉａｉｉｒｆｓｎｌｅｎｌ，ｊｇ２０４，ｎ）ｅｉｃｇＮａｎＣｈ
Ａｂｔｃ：ＴｏｅｔｂｉｈｉｌｋｍｏｄｆｌｒｄｓｎｓｓｍｎｋｉｌｔｎａａｓｓｔｅｉｅｅｌｔｎｏｌｒｄｓｅｔｉｓｒｔａｓｌｈｔｅｓａｓｍｕｉｄｏｔｅｉｙｔａｄｍａｅｓｎｉｆｅｇｅｍｕａｉｎｌｉＯｒａｚｍｕａｏｆｔｅｉｒ，ｓｏｙｌｉｉｆｅｎｇｈ

基于MATLAB信号处置工具箱的数字滤波器设计与仿真

基于MATLAB信号处置工具箱的数字滤波器设计与仿真摘要：传统的数字滤波器的设计进程复杂，计算工作量大，滤波特性调整困难，阻碍了它的应用。

本文介绍了一种利用MATLAB信号处置工具箱（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式。

给出了利用MATLAB语言进行程序设计和利用信号处置工具箱的FDATool工具进行界面设计的详细步骤。

利用MATLAB设计滤波器，能够随时对照设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。

本文还介绍了如何利用MATLAB环境下的仿真软件Simulink对所设计的滤波器进行模拟仿真。

关键词：数字滤波器 MATLAB FIR IIR引言：在电力系统微机爱惜和二次操纵中，很多信号的处置与分析都是基于对正弦基波和某些整次谐波的分析，而系统电压电流信号（尤其是故障瞬变进程）中混有各类复杂成份，因此滤波器一直是电力系统二次装置的关键部件【1】。

目前微机爱惜和二次信号处置软件要紧采纳数字滤波器。

传统的数字滤波器设计利用繁琐的公式计算，改变参数后需要从头计算，在设计滤波器尤其是高阶滤波器时工作量专门大。

利用MATLAB信号处置工具箱（Signal Processing Toolbox）能够快速有效的实现数字滤波器的设计与仿真。

1 数字滤波器及传统设计方式数字滤波器能够明白得为是一个计算程序或算法，将代表输入信号的数字时刻序列转化为代表输出信号的数字时刻序列，并在转化进程中，使信号按预定的形式转变。

数字滤波器有多种分类，依照数字滤波器冲激响应的时域特点，可将数字滤波器分为两种，即无穷长冲激响应（IIR）滤波器和有限长冲激响应（FIR）滤波器。

IIR数字滤波器具有无穷宽的冲激响应，与模拟滤波器相匹配。

因此IIR滤波器的设计能够采取在模拟滤波器设计的基础上进一步变换的方式。

FIR数字滤波器的单位脉冲响应是有限长序列。

基于matlab的数字滤波器设计与仿真

滤波器仿真实验报告题目：基于Matlab的数字滤波器设计与仿真姓名：学号：指导教师：基于Matlab 的数字滤波器设计与仿真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，滤波器占有非常重要的地位。

数字滤波器在语音和图像处理、HDTV 、模式识别、频谱分析等方面得到广泛应用。

所谓滤波器，是指对输入信号进行滤波的软件或硬件。

所谓数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号，通过一定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的硬件或软件。

由于数字滤波信号形式与实现滤波方法与模拟滤波方法不同，数字滤波器具有比模拟滤波器精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活、不要求阻抗匹配以及可以避免模拟滤波器所无法克服的电压漂移和噪声问题。

数字滤波器的设计，其实质是数学逼近理论的应用，通过计算使物理可实现的实际滤波器频率特性逼近理想的或给定的频率特性，以达到去除干扰提取有用信号的目的。

1 实验与仿真原理1.1 数字滤波器的工作原理在数字滤波中，我们主要讨论离散时间序列。

如图1所示。

设输入序列为()n x ，离散或数字滤波器对单位抽样序列()n δ的响应为()n h 。

因()n δ在时域离散信号和系统中所起的作用相当于单位冲激函数在时域连续信号和系统中所起的作用。

图1 数字滤波器原理数字滤波器的序列()n y将是这两个序列的离散卷积，即()()()∑∞∞=-=kk n x k h n y同样，两个序列卷积的z 变换等于个自z 变换的乘积，即()()()z X z H z Y =用T j e z ω=代入上式，其中T 为抽样周期，则得到()()()T j T j T j e X e H e Y ωωω=式中()Tj e Xω和()T j e Y ω分别为数字滤波器输入序列和输出序列的频谱，而()Tj e H ω为单位抽样序列响应()n h 的频谱。

基于Matlab的数字滤波器的设计与仿真

西安欧亚学院本科毕业论文（设计）题目：学生姓名：指导教师：所在分院：专业：班级：二O一一年四月基于Matlab的数字滤波器的设计与仿真摘要: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的滤波器分析设计工具FDAtools（Filter Design and Analysis Tool）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。

给出了使用matlab语言进行程序设计和利用信号处理工具箱的fdatool工具进行界面设计的具体步骤。

利用matlab设计滤波器, 可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。

本文还介绍了如何利用matlab环境下的仿真软件simulink对所设计的滤波器进行模拟仿真。

最后还讨论了用DSP芯片实现所设计的滤波器的方法。

本文利用MATLAB/SIMULINK 具有强大的科学计算和图形显示这一优点，与窗函数法设计理论相结合共同设计FIR 数子滤波器，不但使设计结果更加直观，而且提高了滤波器的设计精度，从而更好地达到了预期的效果。

关键词：.FDAtools;FIR数字滤波器;simullink仿真;窗函数法;频率采样法Matlab-based digital filter design and simulationAbstract:The traditional digital filter, the design process of complex computing workload big, filtering properties, affected it hard to adjust the application. This paper introduces a kind of Filter matlab FDAtools Analysis and Design tools themselves and order the Filter Tool (by rapid and effective Design) of software component Design method of traditional digital Filter. Using matlab language is given for program design and use of signal processing fdatool toolbox of tools for interface design of the specific steps. Matlab design filter, can always contrast the design requirements and filter characteristics, easy adjustment parameters greatly reduced the workload, be helpful for the optimization design of fir. This paper also introduces how to use matlab simulation software simulink filters the design of simulation.Keywords: FDAtools;FIR digital filters; simullink;simulstion window function method;frequency sampling method目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景及目的 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 研究内容 (1)1.4 研究方法 (2)1.5 Matlab简介 (2)1.6 Matlab的特点 (2)1.7 Matlab的系统组成 (2)1.8 论文提纲 (3)第2章数字滤波器基本原理 (4)2.1 数字滤波器原理 (4)2.2 数字滤波器分类 (4)2.3 数字滤波器技术要求 (6)第3章FIR数字滤波器的设计 (9)3.1 窗函数法设计FIR数字滤波器 (9)3.1.1 窗函数法设计原理 (9)3.1.2 FIR数字滤波器的设计实例 (10)3.2 频率采样法设计FIR数字滤波器 (11)3.2.1 频率采样法的基本思想 (13)3.2.2 FIR数字滤波器的设计实例 (14)3.3 窗函数法和频率采样法 (18)3.3.1 通过实例对两种方法做比较 (18)3.3.2 两种方法设计带通滤波器 (20)第4章应用Simulink对FIR数字滤波器滤波 (22)4.1 FDATool和Simulink工具 (22)4.1.1 FDATool的介绍 (22)4.1.2 FDATool的使用 (22)4.2 Simulink工具 (22)4.2.1 Simulink的介绍 (22)4.2.2 Simulink的使用 (22)4.3 利用FDATool和Simulink设计FIR数字滤波器 (23)4.4 数字滤波器的仿真及实现 (25)第5章浅析用MATLAB辅助DSP实现FIR数字滤波器 (29)5.1 MATLAB辅助DSP开发简介 (29)5.2 MATLAB与CCS及目标DSP间的连接 (29)5.3 MATLAB辅助DSP实现FIR过程 (30)第6章结论 (31)致辞 (32)参考文献 (33)附录:论文中所提到的程 (34)第1章绪论1.1课题背景及目的1.1.1 背景来源本文FIR数字滤波器设计时Matlab软件使用的是Matlab7.0。

基于MATLAB环境的数字滤波器的设计与仿真

基于MATLAB环境的数字滤波器的设计与仿真摘要：数字滤波器是数字信号处理中最重要的工具之一。

在许多科学技术领域中广泛采用数字滤波器进行信号处理。

数字滤波器分为两类，即有限脉冲响应滤波器（FIR）和无限脉冲响应滤波器（IIR）。

数字滤波器是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置。

其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。

由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。

本文针对在实际设计中要大量应用数字滤波器这一现实，对数字滤波器的基本理论、性能特点、设计方法进行了全面的分析，特别是对有限冲击响应数字滤波器(FIR)的设计进行了深入的探讨。

文章运用了MA TLAB仿真手段对数字滤波器的设计理论和设计方法方法进行了研究。

论文主要包括数字滤波器以及MATLAB在信号处理方面的概述，FIR数字滤波器设计方法的介绍，MATLAB语言仿真，以及最终结论。

本论文所采用的研究方法是仿真比较，介绍了常用滤波器的设计方法，通过MATLAB软件对各种方法分别实现仿真，然后对仿真结果进行比较。

通过对数字滤波器的理论研究为今后的实践奠定理论基础。

关键词：数字滤波器；FIR滤波器；MATLAB；仿真Design and Simulation of Digital FilterBased On MATLABAbstract: Digital filter is one of the most important parts of digital signal processing. In many fields of science and technology, it is widely used for digital signal processing. Digital filter includes finite impulse response filter(FIR) and infinite impulse response filter(IIR).Digital wave filter is a kind of installation that forms by digital multiplier, adder and the unit of delay time. Its function is to carry out operational handling for inputting the digital code of dispersed signal in order to reach the purpose that changes signal frequency spectra. Because of the development of the computer technical circuit of large scale integration digital wave filter can already realize with computer software, can also realize with the digital hardware real time of large scale integration. Digital wave filter is a dispersed time system. As digital filters, in particular FIR filters, are widely used in modern designs, this dissertation comprehensively anglicized fir’s basic theory, characters and design methodologies.In this paper, MATLAB simulation is employed to study the design theory and methods of digital filter. The summary of digital filter and MATLAB language are introduced. Method of FIR filter design, results of MATLAB simulation are described in detail as well. The common design methods of digital filter are simulated with MATLAB to find the result that I need before. It is hope that it can provide a reference for future appliance.Key Words: digital filter；FIR filter；MATLAB；simulation第一章绪论1.1 数字滤波器的现状及发展数字滤波器按单位脉冲响应的性质可分为无限长单位脉冲响应滤波器IIR和有限长单位脉冲响应滤波器FIR两种。