MATLAB滤波器设计与分析工具(FDATool).pdf

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1、7.5MATLAB滤波器设计工具（FDATool）FDATool(FilterDesignandAnalysisTool)是MATLAB信号处理工具箱提供的一种综合、简便的图形用户工具。通过该工具提供的先进可视化滤波器集成设计环境，用户可以方便地设计几乎所有的常规滤波器，包括FIR和IIR的各种设计方法。本节主要介绍FDATool的各项功能以及设计一款滤波器的关键步骤。7.5.1FDATool快速入门1.FDATool启动在MATLAB命令窗口下，执行“FDATool”命令，按“回车”调出FDATool用户图形界面，

2、如图7-4-1所示。图7-4-1FDATool启动界面2.FDATool菜单主要功能介绍FDATool窗口的命令菜单包括File、Edit、Analysis、Targets、View，下面简要介绍这些菜单的意义与功能。(1)File菜单使用菜单【File/Export】可导出或保存设计结果。可以选择导出的是滤波器的系数向量还是整个滤波器对象（把设计结果导出为滤波器对象qfilt时，系统应安装有滤波器设计工具箱），可以选择把导出结果保存为MATLAB工作空间中的变量、文本文件或.MAT文件。使用菜单【File/Expo

3、rttoCHeaderFile】可以把滤波器系数保存为C语言格式的头文件，其中系数变量的数据类型可以选择。使用菜单【File/ExporttoSPtool】可以把滤波器导出到信号处理工具SPtool中。使用菜单【File】中与Session有关的子菜单，可以把整个设计保存为一个．fda文件，或调入一个已有的设计文件，继续进行设计。(2)Edit菜单使用菜单【Edit/Convert】可转换当前滤波器的实现结构。所有滤波器都能在直接Ⅰ型、直接Ⅱ型、转置直接Ⅰ型、转置直接Ⅱ型、状态空间模型和格形结构之间直接转换。此外，系

4、统安装滤波器设计工具箱后将有更多的结构形式可供转换。　使用菜单【Edit/ConverttoSecond—orderSections】或【Edit/ConverttoSingleSection】实现滤波器级联结构与直接型结构之间的转换。　Analysis菜单使用【Analysis】菜单可以对滤波器设计规格及各项性能进行分析。设计规格包括滤波器的阶次、通带频率、阻带频率、阻带、采样频率、通带衰减、阻带衰减等。滤波器性能指标分析选项包括滤波器幅度响应、相位响应、群延迟响应、相位延迟、脉冲响应、阶跃响应、零极点图等。FDA

5、Tool工具条上的各按钮与【Analysis】菜单中的选项一一对应（如图7-4-2所示）。　图7-4-2FDATool窗口界面快捷工具栏(3)Targets菜单使用菜单【Targets/GenerateM-file】菜单可以生成滤波器的MATLAB脚步文件。使用菜单【Targets/SimulinkModel】菜单可以建立Simulink模型。使用菜单【Targets/XILINXCoefficient(.COE)File】可以生成滤波器的XILINX系数文件。使用菜单【Targets/CodeComposerStu

6、dio(R)IDE】可以将滤波器输出到该代码生成生成集成开发环境，并可以下载到DSP芯片。(4)View菜单View菜单包括的命令主要有指定滤波器名称，图形放大，全屏显示等。3.FDATool用户界面介绍FDATool的界面分上、下两个部分：上面部分显示有关滤波器的信息，下面部分用来指定设计指标参数。¾在Responsetype下可以选择滤波器类型，包括低通、高通、带通、带阻、微分器、Hilbert变换器、多带、任意频率响应、升余弦等（如果安装了滤波器设计工具箱，则会有更多选项）。¾在DesignMethod下可以选

7、择设计IIR或FIR滤波器，每种滤波器又可以选择不同的设计方法(例如，IIR滤波器的设计方法包括巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器、最大扁平、最小P阶范数等；FIR滤波器的设计方法包括等波纹、最小均方、窗函数、最大扁平、最小P阶范数等)。¾在FilterOrder下可以选择滤波器阶数，可以使用满足要求的最小滤波器阶数或直接指定滤波器的阶数。¾根据前面两步中选择的设计方法，Options下会显示与该方法对应的可调节参数。例如选择FIR等波纹设计法时，Options面板的Window中可设置密度系数的大小。¾选择滤波器的类型

8、、设计方法和滤波器阶数时，相应的设计指标及其含义会在FilterSpecifications中用图形直观地显示出来以供设计参考。这些设计指标的具体参数需要在FrequencySpecifications和MagnitudeSpecifications下明确指定。指定所有的设计指标后，单击FDATool最下面的DesignFilter按钮即可完成