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基于Matlab滤波器及均衡器设计.pdf
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基于 Matlab 的数字滤波器设计及
均衡器设计
1 数字滤波器设计背景及目的
数字滤波器是一个离散时间系统,是一种按预定的算法,将输入离散时间信
号转换为所要求的输出离散时间信号的特定功能装置。数字滤波器具有高精度、
高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点。数字滤波器在语言信号处
理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应用领域都得到了广泛应用。
数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或
时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。应用最广的是线性、时不变数
字滤波器,以及 FIR 滤波器。
本次设计的目的是在 Matlab R2007a 的软件平台上,应用所学知识,设计一
款 FIR 数字滤波器,要求有便于用户操作的用户界面,能完成低通、高通、带通
及带阻等常用滤波功能。
2 数字滤波器设计原理
数字滤波器可以按所处理信号的维数分为一维、二维或多维数字滤波器。一
维数字滤波器处理的信号为单变量函数序列,例如时间函数的抽样值。二维或多
维数字滤波器处理的信号为两个或多个变量函数序列。例如,二维图像离散信号
是平面坐标上的抽样值。本次设计的滤波器属于一维数字滤波器。
图 1 信号变换
数字滤波器的优点是利用差分方程可求离散系统的瞬态解,如下图 2 所示。
图 2 滤波器优点
FIR 滤波器又称为有限脉冲响应滤波器,FIR 就来源于名词“有限脉冲响应”
的英文单词首字符缩写。
FIR 传递函数:
脉冲响应函数:
由于 h(k)是一个有限长度的序列,故 FIR 滤波器称为有限脉冲响应滤波器。
FIR 滤波器的滤波公式:
y(k)=h(0)x(k-m/2)+h(1)x(k-m/2+1) +...+h(m) x(k+m/2)
FIR 滤波器系数脉冲响应函数设计方法如下
其中低通、高通、带通及带阻的设计原理如下图所示。
3 设计内容
7.3 搭建 GUI 界面
Matlab 环境下的图形用户界面(GUI)是由窗口、光标、按键、菜单、文字
说明等对象(Objects)构成的一个用户界面。用户通过一定的方法(如鼠标或
键盘)选择、激活这些图形对象,使计算机产生某种动作或变化,比如实现计算、
绘图等。利用 GUI 控件中自带的按钮,根据需要组成如下图 3 所示的数字信号发
生器的 Gui 界面。
图 3 用户 GUI 界面
在本设计中,已经给定了用户函数,该函数不能改变,用户可以根据需要输
入不同的信号频率,如图中 f1、f2 和 f3。在左下侧用户可以根据需要选择“低
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春哥111
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