基于MATLAB的语音信号录制采集和分析的程序设计

摘要

现代图像、语声、数据通信对线性相位的要求是普遍的。正是此原

因，使得具有线性相位的 FIR 数字滤波器得到大力发展和广泛应用。

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，它包含了丰富的工具箱函数，能

容易地解决在系统仿真领域教学与研究中遇到的问题；数字信号处理是

将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理的目的是对

真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。

第二节 IIR 滤波器的设计简介...........................................................................................2

第三节 FIR 滤波器的设计简介...........................................................................................3

第二章 参数计算......................................................................................................................5

第一节 给定技术指标..........................................................................................................5

第二节 参数计算..................................................................................................................6

第三章 FIR 带通滤波器设计.................................................................................. ................6

第一节 FIR 带通滤波器设计原理.......................................................................................6

第二节 MATLAB 编程设计.................................................................................................7

第三节 带通滤波器波形图..................................................................................................9

第四章 双线性变换法设计................................................................................................. ...11

滤波器是需要的有用的信号无失真地通过，而把不需要的信号和干

扰阻挡掉。大多数情况下，有用的信号和干扰信号是在不同的频段上，

此时，把滤波器的频率特性进行精心的设计并实现就能达到这个目的。

滤波器按处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器。按通过信号的频段

分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

其中数字滤波器是一个离散系统，其系统函数一般可表示为 的

有理多项式形式，即

（1 - 1）

当 都为 0 时，式（1 - 1）描述的系统称为有限脉冲响应数字滤

波器，简称 FIR 数字滤波器。当系数 中至少有一个是非 0 时，式

得闭合形式的解，因此在设计 IIR 滤波器时，一般是通过模拟滤波器来

设计数字滤波器。设计方法是先将数字滤波器技术指标转化为对应的模

拟了滤波器技术指标，然后设计满足技术指标的模拟滤波器 ，再

将模拟滤波器 转化为对应的数字滤波器 。模拟滤波器的设计

都是通过设计模拟低通滤波器来实现，比较常用的模拟低通滤波器有巴

特沃斯和车比雪夫等。将模拟滤波器转换为数字滤波器的主要方法有脉

冲响应不变法和双线性变换法。

其中双线性变换法的基本思想是先将非带限的模拟滤波器映射为最

高频率为 的带限模拟滤波器，然后再将模拟滤波器转换为数字滤

波器。因此双线性变换法是一种能克服脉冲响应不变法频谱混叠的数字