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基于MATLAB的FIR带通数字滤波器设计全文
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利用MATLAB实现低通滤波器的设计,再通过频率变换将低通滤波器转换成希望类型的滤波器。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,对比输入输出信号,分析滤波器特性。
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1
本科生毕业论文(设计)
题 目:基于 MATLAB 的 FIR 带通数字滤波器设计
姓 名:
学 院: 机电工程学院
专 业: 机械电子工程
班 级:
学 号:
指导教师:
完成时间: 2012.5.25
2012 年 5 月 25
2
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
3
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
4
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。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工具进行界面设计的详细
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。
数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一。在许多科学技术领域
中广泛使用滤波器对信号进行处理。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。它是一个离散时间系统,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。基于 MATLAB 的数字滤波器有:
界面设计与程序直接设计两种方法。
关键词: 数字滤波器 ,MATLAB,无限冲激响应,有限冲激响应
5
ABSTRACT
Traditional digital filter design process complex, the computation workload is
big, the filter characteristic adjustment difficulty, has affected its application. This
article introduced one kind using the MATLAB signal processing toolbox (Signal
Processing Toolbox) the fast effective design the conventional numeral filter design
method which is composed by software. Produced has used the MATLAB language to
carry on the programming and carries on contact surface design using the signal
processing toolbox FDA Tool . the detailed step. Using the MATLAB design filter,
may contrast the design request and the filter characteristic adjustment parameter as
necessary direct-viewing is simple, enormous reduced the work load, is advantageous
optimization which designs to the filter.
Digital filter is one of the most important part of the digital signal Processing. In
many fields of science and technology, it is widely used for signal processing. Digital
filter is a kind of installation that is made of digital multiplier, adder and the unit of
delay time. Digital filter is a discrete time system. Its function is to carry out the
digital code of the input dispersed signal so as to change signal frequency spectrum.
MATLAB-based digital filter has two design methods: interface design and direct
design.
Key words :Digital filter; MATLAB; IIR ; FIR
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算法工程师y
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