基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计与优化.doc

目录

TOC\o1-3\h\z\u摘要 I

ABSTRACT II

引言 1

1绪论 2

1.1数字滤波器的研究背景与意义 2

1.2数字滤波器的发展趋势 3

1.3数字滤波器的实现方法分析 5

1.4MATLAB简介 6

2数字滤波器的概述 7

2.1数字滤波器的基本结构 8

2.1.1IIR滤波器的基本结构 8

2.1.1FIR滤波器的基本结构 10

2.2数字滤波器的设计原理 12

2.2.1滤波器的性能指标 13

2.2.2FIR数字滤波器的设计方法 14

2.3IIR滤波器与FIR滤波器的分析比较 17

3FIR数字滤波器设计 18

3.1利用窗函数法设计FIR滤波器 19

3.1.1窗函数法的基本思想 19

3.1.2几种常用的窗函数 19

3.2用频率抽样法设计FIR滤波器 29

3.2.1逼近误差及改进措施 30

3.3切比雪夫逼近法设计FIR滤波器 31

4FIR数字滤波器的最优化设计 33

4.1等波纹切比雪夫逼近准则 34

4.2Remez算法 34

4.3基于等波纹切比雪夫逼近准则的FIRDF的最优化设计 35

5FIR数字滤波器的MATLAB仿真 36

5.1典型窗函数及其调用格式 36

5.2基于窗函数的FIR滤波器的MATLAB实现 37

5.2.1理想低通滤波器实现 37

5.2.2系统各响应函数 37

5.2.3滤波器主函数 38

5.2.4滤波器主程序解析 41

5.3仿真实验结果及分析 42

5.3.1原信号的时域波形和处理后时域波形 42

5.3.2原信号频域波形与处理后信号的频域波形 43

结束语 44

参考文献 45

致谢 46

附录 47

基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计与优化

摘要

随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为今一门极其重要的学科和技术领域。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。在数字信号处理应用中，数字滤波器十分重要并已获得广泛应用。

数字滤波是数字信号处理的重要内容，数字滤波器可分为IIR和FIR两大类。对于FIR数字滤波器的设计，可以根据所给定的频率特性直接设计，文中采用的设计方法是窗函数法。本文根据FIR滤波器的特点，在MATLAB坏境下用窗函数设计FIR数字滤波器，并对信号进行分析，最后给出了FIR带通滤波器对信号滤波的效果。

关键词：数字滤波器FIRMATLAB窗函数

MATLAB-basedFIRdigitalfilterdesignandoptimization

ABSTRACT

Withtheinformationageandtheadventofthedigitalworld,digitalsignalprocessinghasbecometodayaveryimportantdisciplineandtechnicalfield.Digitalsignalprocessingincommunications,voice,image,automaticcontrol,radar,military,aerospace,medicalandhouseholdappliancesandmanyotherfieldshasbeenwidelyused.Indigitalsignalprocessingapplications,thedigitalfilterisveryimportantandhasbeenwidelyused.

Digitalfilteringisanimportantpartofdigitalsignalprocessing,digitalIIRandFIRfilterscanbedividedintotwobroadcategories.FortheFIRdigitalfilterdesign,canbegivenaccordingtothefrequencycharacteristicsofthedirectdesign,designmethodusedin