基于matlab的fir数字滤波器设计与优化论文

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1、基于Matlab的FIR数字滤波器设计与优化毕业论文目录前言1第一章数字滤波器的理论研究2第一节数字滤波器的基本原理和结构2第二节IIR与FIR滤波器的比较4第三节本章小结5第二章FIR滤波器的设计6第一节窗函数法设计FIR滤波器6一、窗函数法设计FIR数字滤波器6二、常用的窗函数8第二节频率采样法设计FIR滤波器11一、频率采样法设计FIR数字滤波器的基本原理11二、频率采样法设计线性相位滤波器的条件11三、逼近误差及其采样措施12四、频率采样法设计FIR滤波器的步骤13第三节等波纹逼近法设计FIR数字滤波器13一、等波纹最佳逼近的原理14二、利用最佳一致逼近准则设计线性相位FIR数字

2、滤波器14第四节本章小结16第三章Matlab实现FIR数字滤波器17第一节Matlab实现窗函数法设计17一、Matlab实现窗函数法的设计17二、利用窗函数法设计滤波器18第二节Matlab实现频率采样法设计22第三节Matlab实现等波纹逼近法设计23一、利用最佳逼近法设计FIR数字带通滤波器24二、FIR滤波器约束最小二乘法设计分析24三、FIR滤波器任意频响设计法设计分析26第四节语音滤波分析27一、利用等波纹逼近法设计的LPF对加噪声音滤波27二、GUI设计及滤波结果分析28三、频率采样法设计的HPF对语音滤波31第五节本章小结32第四章多采样率数字信号处理的研究33第一节多

3、采样率数字信号处理工程需求33一、按整数因子抽取33二、按整数因子内插35三、按有理因子I/D采样率内插36第二节多采样率转换滤波器的设计36一、多相滤波器的实现36二、采样率转换系统的多级实现37第三节用Matlab设计采样率转换滤波器38第四节本章小结41总结43致谢44参考文献45附录49一、英文原文:49二、英文翻译：58三、源程序：65前言随着当今数字化、信息化时代的到来，数字信号处理技术（digitalsignalprocessingtechnology）越来越受到人们的重视，在信息技术和计算机技术迅猛发展的今天，数字信号处理技术已经被广泛应用于语音/图象处理、信号频谱分析、

4、数字通信技术、模式识别等方方面面。数字滤波器是数字信号处理系统中不可或缺的重要部分，其主要功能是按照所预先设定的算法完成信号的滤波，获得所期望得到的信号。数字信号处理是以数值计算的方法，对信号进行采集、滤波、增强、压缩和识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的，其应用范围涉及几乎所有的工程技术领域[1]刘令普.数字信号处理[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2002.。数字信号处理中要尽可能的减少不需要的成分，输入的数字信号需要得到处理，从而得到有效信号成分。除了信号滤波的功能，数字滤波器也要兼顾精度、可靠性、集成等性能要求。在数字时代来临之前，信号的处理，分析，包括滤波都采用

5、模拟信号和模拟电路的形式。然而人们在应用过程中发现模拟信号在信息传递过程中，由于信号不可避免的会被噪声污染，模拟信号由于值可以是任意的，在噪声的干扰下很容易失真。所以数字滤波器的兴起不可避免：60年代中期美国科学家库利、图基总结前人的研究成果，经过长期的研究，开始形成了一套完整关于数字滤波器的正规理论，在这一时期各种各样的数字滤波器原理结构和特性被提出，并且出现了各种数字滤波器的逼近方法和实现方法，对递归和非递归两类滤波器作了全面的比较和分析；数字滤波器经历了有限冲激响应（FIR）和无限冲激响应（IIR）关系的认识转化过程[2]邓重一.滤波器的过去、现在与未来[J].世界电子元器件.20

6、03,13（4）：48～49.。库利-图基算法是现今通用的FFT算法，其基本原理将一个常数n的离散傅里叶变换递归地分解为两个常数分别为和的变换，基于分级的思想使n=*，极大的简化了原来的离散傅里叶变换从而以较高的运算效率便于研究高性能的有限冲激响应滤波器。本文中将会利用MATLAB仿真软件设计出满足各种要求的经典数字滤波器，并采用等波纹最佳逼近法设计最佳逼近滤波器。最后采用设计出的滤波器完成语音滤波，分析滤波前后的效果。第一章数字滤波器的理论研究第一节数字滤波器的基本原理和结构数字滤波器在信号处理和分析中占有极其重要的地位。在数字控制系统或传输系统中输入信号中所含的干扰对系统的性能会产生

7、很大的影响，因此需要对输入信号进行处理，以提取有用信号。根据冲激响应的不同，数字滤波器可以分为无限响应滤波器（InfiniteImpulseResponse，IIR）和有限响应滤波器（FiniteImpulseResponse，FIR）；根据功能上的区分，数字滤波器可分为低通滤波器（LowPassFilter，LPF）、高通滤波器（HighPassFilter，HPF）、带通滤波器（BandPassFilter，BPF）和带阻滤波器