基于matlab数字滤波器的设计

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1、摘要：利用MATLAB设计滤波器,可以按照设计要求非常方便地调整设计参数,极大地减轻了设计的工作量,有利于滤波器设计的最优化。Matlab因其强大的数据处理功能被广泛应用于工程计算,其丰富的工具箱为工程计算提供了便利,利用Matlab信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器,设计简单方便。本文介绍了在MATLABR2009a环境下滤波器设计的方法和步骤。关键词：滤波器，matlab，fdatool2Abstract：ByusingMATLAB,wecandesignfiltersandmodifythefilters’p

2、arametersconvenientlyaccordingtoourdemands.Thisrelievesgreatlydesignworkloadsandmakesforoptimizationoffilterdesigning.Matlabcanbewidelyusedinengineeringcalculationsbecauseofitspowerfulfunctionsofdataprocessing.Itsrichtoolboxmakesthecalculationseasy.WithMatlabsignalp

3、rocessingtoolbox,variousdigitalfilterscanbedesignedeffectivelyinsimpleway.ThisarticleintroducethemethodsandprocessesinthecircumstanceofMATLABR2009a.Keywords：filter，matlab，fdatool2目录1引言:42滤波器简介42.1滤波器的概念42.2滤波器的发展过程52.3滤波器的原理52.4滤波器的分类63MATLAB简介93.1MATLAB的概况93.2MATLA

4、B产生的历史背景93.3MATLAB的语言特点113.4MTALAB的功能124方案设计144.1巴特沃斯IIR滤波器的设计144.2契比雪夫I型IIR滤波器的设计154.3数字滤波器的设计154.4数字滤波器simulink仿真及实现25结论30参考文献31致谢3221引言:与模拟滤波器相对应，在离散系统中广泛应用数字滤波器。它的作用是利用离散时间系统的特性对输入信号波形或频率进行加工处理。或者说，把输入信号变成一定的输出信号，从而达到改变信号频谱的目的。数字滤波器一般可以用两种方法来实现：一种方法是用数字硬件装配成一台专门

5、的设备，这种设备称为数字信号处理机；另一种方法就是直接利用通用计算机，将所需要的运算编成程序让通用计算机来完成，即利用计算机软件来实现。 模拟滤波器在测试系统或专用仪器仪表中是一种常用的变换装置。例如：带通滤波器用作频谱分析仪中的选频装置；低通滤波器用作数字信号分析系统中的抗频混滤波；高通滤波器被用于声发射检测仪中剔除低频干扰噪声；带阻滤波器用作电涡流测振仪中的陷波器，等等。MATLAB是由美国Mathworks公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算系统环境。MATLAB是英文MATrixLABoratory（矩形实验室）

6、的缩写。在MATLAB环境下，用户可以集成地进行程序设计，数值计算，图形绘制，输入输出，文件管理等各项操作。除此之外，MATLAB还具有很强的功能扩展能力，与它的主系统一起，可以配备各种各样的工具箱，以完成一些特定的任务。目前，Mathworks公司推出了18种工具箱。用户可以根据自己的工作任务，开发自己的工具箱。2滤波器简介 2.1滤波器的概念 滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的交流电。您可以通过基本的滤波器积木块----二阶通用滤波器传递函数，推导出最通用的滤波器类型：低通、带通、高通、帯

7、阻和椭圆型滤波器。传递函数的参数——f0、d、hHP、hBP和hLP，可用来构造所有类型的滤波器。转降频率f0为s项开始占支配作用时的频率。设计者将低于此值的频率看作是低频，而将高于此值的频率看作是高频，并将在此值附近的频率看作是带内频率。阻尼d用于测量滤波器如何从低频率转变至高频率，它是滤波器趋向振荡的一个指标。实际阻尼值从0至2变化。高通系数hHP是对那些高于转降频率的频率起支配作用的分子的系数。带通系数hBP31是对那些在转降频率附近的频率起支配作用的分子的系数。低通系数hLP是对那些低于转降频率的频率起支配作用的分子的

8、系数。设计者只需这5个参数即可定义一个滤波器。2.2滤波器的发展过程凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信装备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最复杂要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生