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1、宁夏大学物理电气信息学院信息工程系电子技术综合设计姓名：学号：专业：电子信息工程 题目：基于MATLAB的FIR滤波器的设计与仿真课程名称：专业创新设计设计地点：电工电子实验中心设计日期：成绩：指导教师：年月第34页共34页宁夏大学物理电气信息学院信息工程系电子技术综合设计任务书设计日期：设计专题：电子技术综合设计设计题目：基于MATLAB的FIR滤波器的设计与仿真设计内容和要求：1.主要内容：①了解FIR滤波器的原理。②了解使用MATLAB语言设计FIR滤波器的方法。③了解使用MATLAB的仿真软件SIUMLI
2、NK的仿真方法。2.设计要求：①用窗函数法设计一个数字低通滤波器。②通带截止频率:0.2π,阻带起始频率:0.4π,阻带最小衰减:-50dB。③采用窗函数法设计，并且采用不同的窗做比较。④使用FDATOOLS设计滤波器并分析。⑤使用SIMULINK对设计的滤波器进行仿真。3.设计滤波器的MATLAB程序汉宁窗，哈明窗，矩形窗，三角窗设计滤波器的程序（计算机打印）4.程序运行结果的图汉宁窗，哈明窗，矩形窗，三角窗程序运行结果图（计算机打印）5.仿真模块原理图使用SIUMLINK设计仿真模块原理图（计算机打印）指导教师
3、年月日第34页共34页宁夏大学物理电气信息学院信息工程系摘要传统的FIR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。本次设计利用MATLAB信号处理工具箱快速有效的设计由软件组成的常规FIR滤波器。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工具进行滤波器设计的步骤。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。同时还利用MATLAB环境下的仿真软件Simulink对所设计的滤波器
4、进行模拟仿真。【关键字】FIR滤波器MATLABFIRIIR第34页共34页宁夏大学物理电气信息学院信息工程系目录第一章绪论61.1FIR滤波器的设计背景61.2FIR滤波器的优缺点6第二章FIR数字滤波器的介绍62.1FIR数字滤波器的特点62.1.1线性相位FIR数字滤波器的特点72.2FIR数字滤波器的设计原理82.3数字滤波器的性能指标9第三章窗函数设计法103.1.窗函数设计原理分析113.2窗函数的一些通用性质113.3设计方法113.4窗函数介绍143.5窗函数法设计步骤17第四章设计实例184.1滤
5、波器设计指标要求184.2设计步骤184.3仿真结果194.4仿真结果分析21第五章基于siumLInk的FIR滤波器的仿真225.1使用FDATOOL设计滤波器225.2滤波器的分析245.3设计仿真模块265.4设置输入信号，并导入滤波器27第34页共34页宁夏大学物理电气信息学院信息工程系5.5对设计好的滤波器进行仿真与分析27第六章总结29参考文献29附录一32第34页共34页宁夏大学物理电气信息学院信息工程系第一章绪论1.1FIR滤波器的设计背景随着电子工业的发展，对滤波器的性能要求越来越高，功能也越来越
6、多，并且要求它们向集成方向发展。我国滤波器研制和生产与上述要求相差甚远，为缩短这个差距，电子工程和当代年轻人负有重大的责任。根据数字滤波器冲激响应函数的时域特性。可将数字滤波器分为两种,即无限长冲激响应(IIR)滤波器和有限长冲激响应(FIR)滤波器。IIR滤波器的特征是具有无限持续时间的冲激响应;FIR滤波器冲激响应只能延续一定时间。其中FIR滤波器很容易实现严格的线性相位,使信号经过处理后不产生相位失真,舍入误差小,稳定等优点。能够设计具有优良特性的多带通滤波器、微分器和希尔伯特变换器,所以在数字系统、多媒体系
7、统中获得极其广泛的应用。FIR数字滤波器的设计方法有多种,如窗函数设计法、最优化设计和频率取样法等等。而随着MATLAB软件尤其是MATLAB的信号处理工具箱和Simulink仿真工具的不断完善,不仅数字滤波器的计算机辅助设计有了可能,而且还可以使设计达到最优化。1.2FIR滤波器的优缺点FIR滤波器具有以下优点:1、具有严格的线性相位,同时又具有任意的幅度特性,因此满足要求信道具有线性相位特性的图像处理以及数据传输。2、FIR滤波器的单位抽样响应是有限长的,因而滤波器一定是稳定的。3、FIR滤波器由于单位冲激响应
8、是有限长的,因而可以用快速傅立叶变换(FFT)算法来实现过滤信号,从而可大大提高运算效率。FIR滤波器的缺点：对于相同的设计指标,FIR滤波器所要求的阶数比IIR滤波器要高,信号的延迟偏大。第34页共34页宁夏大学物理电气信息学院信息工程系第二章FIR数字滤波器的介绍2.1FIR数字滤波器的特点有限长单位冲激响应(FIR)数字滤波器可以做成具有严格的线性相位
