基于matlab的滤波器的设计与仿真

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1、目录1引言12关于MATLAB13数字滤波的基本概念24设计方案34.1数字滤波器设计的基本步骤34.1.1确定指标34.1.2模型逼近34.1.3实现性能分析和计算机仿真34.2基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计与仿真34.3基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计74.3.1IIR数字滤波器的设计原理74.3.2IIR数字滤波器的传统设计方法74.3.3IIR数字滤波器的设计84.3.4IIR数字滤波器的程序设计94.3.5IIR数字滤波器的仿真105FIR数字滤波器与IIR数字滤波器的比较116结论12参考文献1213摘要数字滤波

2、器是一个离散系统。该系统能对输入的离散信号进行处理，从而获得所需的有用信息。现代数字滤波器的设计大体可以分为IIR和FIR两大类，可以用软件和硬件两种方法来实现，而选用MATAB信号处理工具箱为设计通用滤波器带来了极大的方便。本文按设计指标要求设计了滤波器，其中IIR采用巴特沃什，FIR采用布莱克曼窗进行设计，得出了与之对应的幅度响应曲线和相位响应曲线，最后对IIR和FIR的实现形式和性能等方面进行比较。关键词：MATLAB；IIR；FIR13AbstractThedigitalfilterisadiscretesystem.Thesyste

3、mcanbeabletohandlediscretesignals.Soitcanachieverequiredimportantinformation.Therearetwomajorkindsofdesignprincipleofdigitalfilter,whicharefiniteimpulseresponse(FIR)andinfiniteimpulseresponse(IIR).Themoderndigitalfiltercanbereceivedbytwokindsofmethodofsoftwareandhardware.Bu

4、tusingMATLABsignaldisposingtoolcasetodesignthedigitalfilterismoreconvenientanduniversallyapplied.Themainbodyofthepaperisdemandedtodesignadigitalfilteraccordingtothedesigningindex.IIRadoptsButterworthandFIRadoptstheBlackmanwindowtodesignthedigitalfilter.Finally,carryoutcompa

5、risononIIRandtheFIRrealizationandfunctionaspect.Keywords:MATLAB;IIR;FIR131引言理想滤波器就是一个让输入信号中的某些有用频谱分量无任何变化的通过，同时又能完全抑制另外那些不需要的成分的具有某种选择性的器件、网络或计算机硬件支持的计算程序。根据对不同信号的处理可将滤波器分为模拟滤波器和数字滤波器两种。模拟滤波器和数字滤波器的概念相同，只是信号的形式和实现滤波的方法不同。数字滤波器是指输入输出都是数字信号的滤波器。滤波器的滤波原理就是根据信号与噪声占据不同的频带，将噪声的频率

6、放在滤波器的阻带中而由于阻带的响应为零，这样就滤去了噪声。数字滤波器可以分为两大类：一类是经典滤波器，即一般的滤波器，特点是输入信号中有用的频率成分和希望滤去的频率成分各占不同的频率带，通过一个合适的选频滤波器达到滤波的目的，这种滤波器主要是无限冲激响应滤波器和有限冲激响应滤波器；另外一类滤波器是现代滤波器，当信号和干扰的频带相互重叠，经典滤波器不能完成对干扰的有效去除时，可以采用现代滤波器，这些滤波器可以按照随即信号内部的一些统计分布规律，从干扰中最佳的提取信号。这种滤波器主要有维纳滤波器、卡尔曼滤波器、自适应滤波器等[10]。与模拟滤波器

7、相同，数字滤波器从功能上可以分为四类，即低通（LP）、高通（HP）、带通（BP）、带阻（BS）滤波器等。数字滤波器在数字信号处理的各种应用中发挥着十分重要的作用，任何数字系统都可看成一个数字滤波器，因此数字滤波器的应用相当广泛。设计任务：设计一数字带通滤波器，分别用IIR和FIR两种类型来实现。2关于MATLABMATLAB是Matrix13Laboratory（矩阵实验室）的缩写。它是美国MathWorks公司推出的用于数值计算和图形处理的数学计算环境，现已发展成为一个具有高性能数值计算和可视化功能的科学计算环境，问题的提出和解答只需以数学

8、方式表达和描述，不需要大量原始而传统的编程过程。该软件包括：数值分析、矩阵计算、数字信号处理、建模和系统控制等应用程序。MATLAB语言简洁、紧凑、使用方便，有丰富