基于图形可视化wintool和fdatool的fir滤波器设计

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1、基于图形可视化Wintool和FDAtool的FIR滤波器设计　　摘要：在大数据背景时代下，数据处理工具显得尤为重要，其中Matlab就是数据处理的一种有效的分析工具。Matlab具有强大的函数功能，可以通过编写M文件进行滤波器设计，同时可以通过图形可视化工具FDAtool和WINtool对系统阶次、窗函数类型、采样频率等参数的设置来设计系统。在可视化界面中可以很快捷地得到系统频谱图和时域特性图，便于用户进行系统稳定性分析，还可以将系统参数导出并保存为其他可处理的格式，从而方便用户在其他平台进一步进行系统设计和开发。　　关键词：滤波器设计；FDAtool

2、；WINtool；窗函数类型　　中图分类号：TN911?34；G642文献标识码：A文章编号：1004?373X（2015）24?0004?03　　DesignofFIRfilterbasedongraphvisualizationWintoolandFDAtool　　YANLihong，ZHANGLefang，MAXiaoqing　　（CollegeofInformationEngineering，Xi’anEurasiaUniversity，Xi’an710065，China）　　Abstract：Inthebackgroundofbigdata，t

3、hedataprocessingtoolbecomesparticularlyimportant，inwhichMatlabisaneffectiveanalysistool.Matlabhaspowerfulfunctionperformance，9andcanusedtodesignthefilterbycompilingM?file.Theconfigurationofsystemorder，windowfunctiontypeandsamplingfrequencyisconductedbygraphvisualizationFDAtooland

4、WINtoolinMatlabtoolboxtodesignthesystem.Thesystemspectrogramandtime?domaincharacteristicdiagramcanbequicklyobtainedinvisualinterface，whichiseasyforuserstoanalyzesystemstability.Thesystemparameterscanbederivedandsavedasotherprocessableformats，whichisconvenientforcustomerstofurther

5、designanddevelopthesysteminotherplatforms.　　Keywords：filterdesign；FDAtool；Wintool；windowfunctiontype　　信号处理中最主要的应用就是滤波器设计，其设计的好坏关乎系统的可用性。而滤波器设计的目的是要进行数据序列的频率改变，可通过设置采样频率进行相应频率成分信号的提取，或设计具有某一特定的通带波纹（PassbandRipple）、阻带衰减（StoppedAttennation）或暂态宽度（TransitionWidth）的滤波器。为了能更好地设计符合指标的滤波器

6、，可采用Matlab中的函数进行编写，也可以采用图形可视化工具进行设计。本文主要讲述使用FDAtool和Wintool可视化工具进行FIR滤波器的设计，该设计方法具有直观、简单的效果。　　1FIR滤波器设计原理　　假设离散线性系统的输入序列与输出序列分别为x（n），y（n），则可以用以下方程表述输入输出之间的关系[1?2]：9　　[y（n）=i=0Mbix（n-i）-i=1Naiy（n-i）]（1）　　通过对式（1）进行z变换，则有系统函数：　　[H（z）=Y（z）X（z）=i=0Mbiz-i1+i=1Naiz-i]（2）　　设计数字滤波器也就是设计H（

7、z）表达式中的各项系数[ai，bi]。当H（z）表达式中分母上的各项系数均等于零时，即为有限脉冲响应FIR滤波器，则式（2）变为：　　[H（z）=i=0Mbiz-i]（3）　　通常在设计滤波器时是通过给定的指标去逼近理想的滤波器，理想（或称为“brickwall”）的离散低通滤波器[3?4]的截止频率设为ω0，在频率小于ω0时的大小为1，在频率从ω0到π的大小为0，其脉冲响应序列h（n）为：　　[hn=12π-ππHωejωndω=12π-ω0ω0ejωndω=ω0πsinc（ω0πn）]（4）　　其脉冲响应具有无限性及非因果性，为建立一个有限区间的脉冲

8、响应即可实现的系统，可采用不同的窗函数将其截断处理。　　在FIR滤波器设计过程中