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FDATool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。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。介绍了IIR数字滤波器的传统设计思想与步骤,及其计算机辅助设计方法。以一数字带通滤波器为例,着重说明了基于MATLAB的三种实现手段：模拟低通原型、合适模拟带通及直接原型,为数字滤波器设计带来全新的实现手段,设计快捷方便,仿真波形直观。介绍了利用MATLAB信号处理工具箱进FIR滤波器设计的三种方法：程序设计法、FDATool设计法和SPTool设计法，给出了详细的设计步骤，并将设计的滤波器应用到一个混和正弦波信号，以验证滤波器的性能.

 

关键词：数字滤波器 MATLAB FIR IIR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Traditional digital filter design process complex, the computationwork load is big, the filter characteristic adjustment difficulty, hasaffected its application. This article introduced one kind using theMATLAB signal processing toolbox (Signal Processing Toolbox) the fasteffective design the conventional numeral filter design method whichis composed by software. Produced has used the MATLAB language tocarry on the programming and carries on contact surface design usingthe signal processing toolbox FDATool tool the detailed step. Usingthe MATLAB design filter, may contrast the design request and thefilter characteristic adjustment parameter as necessary,direct-viewing is simple, enormous reduced the work load, isadvantageous optimization which designs to the filter.

 

Key word: Digital filter MATLAB FIR IIR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

摘  要………………………………………………………………………………....1

Abstract………………………………………………………….…….…….…....…..2

第一章   引言………………………………………………….….………..…………..5

1.1数字滤波器的背景及意义  …………………………….……….....…….….…5

1.2内 容…………………………………………………..……..……..………...….6

第二章数字滤波器的MATLAB设计……………………………………...……….8

2.1 MATLAB的设计方法.............….....................................……….......................9

2.1.1 FDATool界面设计....…...........……...........................…….........................9

    2.1.2程序设计法…………………………………………………...…...….......10

    2.1.3 Simulink仿真…………………………………………………....……......11

    2.1.4 SPTool设计法…………...………………………………………….........12

    2.1.5结 论……………………………………………………….…….…..…...13

 2.2基于MATLAB的程序设计方法的各种模拟滤波器实现……….……....……13

2.2.1基于模拟低通原型的MATLAB实现……………………..…...……..….14

2.2.2基于合适类型模拟滤波器的MATLAB实现…………………….……..15

2.2.3基于直接原型变换法的MATLAB实现………………….…..………....17

第三章  基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计……………….….…..……...19

 3.1 IIR滤波器有以下几个特点….…………………….............………..................19

 3.2 IIR数字滤波器设计思路与步骤……………….................…..............….........19

 3.3 IIR数字滤波器设计方法……………….........................…...….............….......20

3.3.1传统设计方法…………………………….…………….…..……...….….20

    3.3.2计算机辅助设计方法……………………….…………..…..………..…..21

 3.4常用模拟IIR滤波器的设计……………………….………..…………...….…21

    3.4.1巴特沃斯IIR滤波器的设计……………………………………………..21

    3.4.2契比雪夫I型IIR滤波器的设计…………………….…………….……..22

 3.5用模拟滤波器理论来设计IIR数字滤波器…………..………..……….…......23

    3.5.1脉冲响应不变法……………………………….........................................23

    3.5.2双线性变换法……………………...........……..................................…....24

 3.6仿真实现…………………...............................…………...................................27

第四章 基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计...........................…........….….31

4.1 FIR数字滤波器设计的基本步骤..................................................……..........26

4.2 FIR滤波器的窗函数设计法..................................……..................................27

4.3程序设计法.........................................................……...............................…...28

4.4 FDATool设计法............................................……...................................…....29

4.5带通滤波器设计...........................................……............................................29

4.5.1带通滤波器设计实例一......................……..............................................29

4.5.2带通滤波器设计实例二......................……..............................................30

4.6 Simulink仿真..................................................……......................…................31

4.7结束语............................................................…….…......................................32

第五章  一种改进型的FIR数字滤波器设计...........................……......................33

  5.1滤波器设计的改进方法 ..................................................…….......................33

5.1.1 Matlab Link for CCS Development Tools简介.........…............................33

5.1.2数字滤波器的系统级设计方法.................................…….......................33

5.1.3  结论........................................................................……….....................34

参考文献...........................................................................................………..............35

致    谢..........................................................................................………...............36