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吉林建筑大学电气与电子信息工程学院数字信号处理课程设计报告设计题目：FIR数字滤波器的设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：目录一、设计目的 (3)二、设计内容 (3)三、设计原理 (3)3.1 数字低通滤波器的设计原理 (3)3.1.1 数字滤波器的定义和分类 (3)3.1.2 数字滤波器的优点 (3)3.1.3 FIR滤波器基本原理 (4)3.2变换方法的原理 (7)四、设计步骤 (8)五、数字低通滤波器MATLAB编程及幅频特性曲线 (9)5.1 MATLAB语言编程 (9)5.2 幅频特性曲线 (10)六、总结 (11)七、参考文献 (13)一、设计目的课程设计是理论学习的延伸，是掌握所学知识的一种重要手段，对于贯彻理论联系实际、提高学习质量、塑造自身能力等于有特殊作用。
本次课程设计一方面通过MATLAB 仿真设计内容，使我们加深对理论知识的理解，同时增强其逻辑思维能力，另一方面对课堂所学理论知识作一个总结和补充二、设计内容(1)设计一线性相位FIR 数字低通滤波器，截止频率，过渡带宽度 ,阻带衰减dB A s 30>。
(2)设计一线性相位FIR 数字低通滤波器，截止频率，过渡带宽度，阻带衰减dB A s 50>。
三、设计原理3.1数字低通滤波器的设计原理3.1.1 数字滤波器的定义和分类数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的，用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统，其输入是一组数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。
因此，数字滤波器本身既可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用的数字计算机，也可以将所需要的运算编成程序，让通用计算机来执行。
从数字滤波器的单位冲击响应来看，可以分为两大类:有限冲击响应(FIR)数字滤波器和无限冲击响应(IIR)数字滤波器。
滤波器按功能上分可以分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BSF) [4]。
设计滤波器实验报告设计滤波器实验报告引言：滤波器是信号处理中常用的工具，它可以通过选择性地传递或抑制特定频率的信号，对信号进行滤波。
本实验旨在设计并实现一个滤波器，通过对不同类型的信号进行滤波，验证滤波器的性能和效果。
一、实验目的本实验的主要目的是：1. 了解滤波器的基本原理和分类；2. 掌握滤波器的设计方法和实现技巧；3. 验证滤波器的性能和效果。
二、实验原理滤波器根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通和带阻滤波器。
低通滤波器能够通过低频信号，抑制高频信号。
高通滤波器则相反，能够通过高频信号，抑制低频信号。
带通滤波器则能够通过一定范围内的频率信号，抑制其他频率信号。
带阻滤波器则相反，能够抑制一定范围内的频率信号，通过其他频率信号。
三、实验步骤1. 确定滤波器类型和频率响应特性；2. 根据所选滤波器类型和频率响应特性，设计滤波器的传递函数；3. 根据传递函数，计算滤波器的电路参数；4. 根据计算结果，搭建滤波器电路；5. 连接信号源和示波器，输入信号；6. 调节信号源的频率，并观察示波器上的输出信号；7. 对比输入信号和输出信号的频谱特性，验证滤波器的性能和效果。
四、实验结果与分析在实验中，我们设计了一个低通滤波器，频率响应特性为通过0-1 kHz的低频信号，抑制1 kHz以上的高频信号。
通过计算和搭建电路，我们成功实现了滤波器的设计。
在实验中，我们输入了不同频率的信号，并观察了输出信号的频谱特性。
结果显示，当输入信号的频率低于1 kHz时，输出信号基本保持不变；当输入信号的频率高于1 kHz时，输出信号的幅度逐渐减小，直至完全抑制。
通过对比输入信号和输出信号的频谱特性，我们可以清楚地看到滤波器对高频信号的抑制效果。
这表明我们设计的滤波器能够有效地滤除高频噪声，保留低频信号。
五、实验总结本实验通过设计滤波器并验证其性能，使我们更加深入地了解了滤波器的原理和应用。
通过实际操作，我们掌握了滤波器的设计方法和实现技巧。
滤波器的设计实验报告滤波器的设计实验报告引言：滤波器是一种电子设备，用于改变信号的频率特性。
在电子通信、音频处理、图像处理等领域中，滤波器扮演着至关重要的角色。
本实验旨在设计并验证滤波器的性能，以增进对滤波器原理和应用的理解。
实验目的：1. 掌握滤波器的基本原理和分类；2. 学习滤波器的设计方法和参数选择；3. 实现一个滤波器电路，并验证其性能。
实验装置和材料：1. 函数发生器：用于产生输入信号；2. 示波器：用于观察输入和输出信号；3. 电阻、电容、电感：用于构建滤波器电路；4. 电源：为电路提供稳定的电压。
实验步骤：1. 确定滤波器类型：根据实验要求和信号特性，选择合适的滤波器类型。
常见的滤波器类型有低通、高通、带通和带阻滤波器。
2. 计算滤波器参数：根据滤波器类型和信号频率要求，计算所需的电阻、电容和电感数值。
这些参数将决定滤波器的截止频率和增益特性。
3. 搭建电路：根据设计的滤波器电路图，使用电阻、电容和电感等元件搭建电路。
确保电路连接正确，无误。
4. 连接信号源和示波器：将函数发生器连接到滤波器输入端，将示波器连接到滤波器输出端。
调整函数发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形变化。
5. 测试滤波器性能：通过改变输入信号的频率，观察输出信号的变化。
记录截止频率、增益、相位差等性能参数，并与理论计算结果进行对比。
6. 优化滤波器性能：根据实验结果，对滤波器进行调整和优化。
可以尝试改变电阻、电容和电感数值，或者采用其他滤波器类型，以改善滤波器的性能。
实验结果与讨论：根据实验数据和观察结果，我们可以得出以下结论：1. 滤波器的截止频率与电阻、电容和电感的数值有关。
通过调整这些参数，可以改变滤波器的频率响应。
2. 不同类型的滤波器对信号的处理方式不同。
低通滤波器通过滤除高频成分，使得低频信号通过；高通滤波器则相反。
3. 滤波器的增益特性和相位差对信号处理有重要影响。
在设计滤波器时，需要权衡增益和相位差之间的关系。
一、实验目的1. 理解信号滤波的基本原理和过程。
2. 掌握常用滤波器的设计方法和性能特点。
3. 学会使用滤波器对实际信号进行处理，提高信号质量。
二、实验原理信号滤波是信号处理的重要环节，其目的是去除信号中的噪声，提取有用的信号信息。
根据滤波器对信号频率特性的影响，滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器2. 示波器3. 滤波器设计软件（如MATLAB）4. 实验电路板四、实验内容1. 低通滤波器设计（1）设计一个6阶巴特沃斯低通滤波器，截止频率为300Hz。
（2）使用MATLAB进行滤波器设计，并绘制滤波器的幅频响应曲线。
（3）将设计好的滤波器应用于实际信号，观察滤波效果。
2. 高通滤波器设计（1）设计一个6阶切比雪夫I型高通滤波器，截止频率为500Hz。
（2）使用MATLAB进行滤波器设计，并绘制滤波器的幅频响应曲线。
（3）将设计好的滤波器应用于实际信号，观察滤波效果。
3. 带通滤波器设计（1）设计一个6阶椭圆带通滤波器，中心频率为1000Hz，带宽为200Hz。
（2）使用MATLAB进行滤波器设计，并绘制滤波器的幅频响应曲线。
（3）将设计好的滤波器应用于实际信号，观察滤波效果。
4. 滤波器性能比较（1）比较不同滤波器的幅频响应曲线，分析其性能特点。
（2）分析不同滤波器在滤波效果和滤波速度方面的优缺点。
五、实验结果与分析1. 低通滤波器设计的低通滤波器在截止频率以下具有良好的滤波效果，在截止频率以上信号基本被滤除。
实际信号经过滤波后，噪声明显减少，信号质量得到提高。
2. 高通滤波器设计的高通滤波器在截止频率以上具有良好的滤波效果，在截止频率以下信号基本被滤除。
实际信号经过滤波后，低频噪声被有效去除，信号质量得到提高。
3. 带通滤波器设计的带通滤波器在中心频率附近具有良好的滤波效果，在中心频率以外信号基本被滤除。
实际信号经过滤波后，只保留了有用的信号信息，噪声和干扰被有效去除。
大作业之滤波器设计目录一、实验背景二、实验目的与要求三、实验设计与思路四、实验分析与结果五、实验发挥六、实验总结与体会七、附件一、实验背景通过对信号与系统这门课的学习，随着课程学习到了尾声，有必要对这门课进行一次比较彻底的认识，因此完成课程实践的最后一项内容——滤波器的设计。
二、实验目的与要求设计三个滤波器，实现单独提取单个频率分量的功能，即实现低通、带通和高通，并撰写大作业实验报告。
三、实验设计与思路滤波器原理:滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。
由于该功能可以由许多种方式完成，而我设计的是FIR数字滤波器，使用hamming窗实现信号的筛选。
根据已知模拟信号表达式：x(t)=cos(2*pi*500*t)+cos(2*pi*1000*t)+cos(2*pi*2000*t);从中知道我的实现频率为f1=500,f2=1000,f3=2000;再根据定义的采样频率fs=500*(5+7)=6000;根据滤波器的选频作用分类，⑴低通滤波器从0～f2频率之间，幅频特性平直，它可以使信号中低于f2的频率成分几乎不受衰减地通过，而高于f2的频率成分受到极大地衰减。
但是在实际设计滤波器时f2处为0.707A处，要使滤波成功，就必f1.须在通带到过渡带和过渡带到阻带处设两个两个截止频率，是fc=[440,580];根据自己的要求⑵高通滤波器与低通滤波相反，从频率f1～∞，其幅频特性平直。
它使信号中高于f1的频率成分几乎不受衰减地通过，而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。
同理，在设计时同样要根据自己的要求定义过渡带的截止频率fn=[1890,1980];⑶带通滤波器～f2之间。
它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地通过，而其它成分受到衰减。
即fc=[890,910,1090,1130];注：MATLAB中fir1函数使用说明：fir1是用窗函数法设计线性相位RIRDF的工具箱函数，以实现线性相位FIRDF的标准窗函数法设计。
滤波器课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握滤波器的定义、分类和工作原理；2. 学生能够运用滤波器的相关知识，分析并解决实际电路中的信号处理问题；3. 学生了解滤波器在电子技术领域的应用及其重要性。
技能目标：1. 学生能够根据实际需求，设计并搭建简单的滤波器电路；2. 学生通过实验和仿真，学会测试和优化滤波器性能的方法；3. 学生掌握使用相关软件工具（如Multisim、MATLAB等）进行滤波器设计与分析的基本操作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发他们探索未知、创新实践的欲望；2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在小组讨论和实验中积极思考、互相学习的能力；3. 提高学生面对实际问题时，运用所学知识解决问题的自信心和责任感。
课程性质：本课程属于电子技术领域，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生处于高中年级，具有一定的物理基础和电子技术知识，对实验操作和实际应用有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调学生的动手能力和实际应用能力的培养。
在教学过程中，分解课程目标为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 滤波器基础知识：- 滤波器的定义、分类及工作原理；- 滤波器的频率响应特性分析；- 滤波器在实际电路中的应用。
2. 滤波器设计与搭建：- 不同类型滤波器的设计方法；- 滤波器电路的搭建与调试；- 滤波器性能的测试与优化。
3. 滤波器仿真与实验：- 使用Multisim、MATLAB等软件进行滤波器设计与分析；- 搭建实际滤波器电路，进行性能测试；- 对比仿真与实验结果，分析误差产生原因。
教学内容安排与进度：1. 第一周：滤波器基础知识学习；2. 第二周：滤波器设计与搭建；3. 第三周：滤波器仿真与实验；4. 第四周：总结与评价。
教材章节关联：1. 《电子技术基础》第四章：滤波器与信号处理；2. 《电子线路设计》第三章：滤波器设计与搭建；3. 《电子测量与仪器》第二章：滤波器性能测试与优化。
中北大学课程设计说明书学生姓名：樊芬芳学号：06学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术题目：滤波器设计与信号滤波职称: 讲师2011年 06 月 20 日中北大学课程设计任务书2010/2011 学年第二学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：樊芬芳学号：06 课程设计题目：滤波器设计与信号滤波起迄日期： 6 月13 日～ 6 月24 日课程设计地点：中北大学指导教师：李永红系主任：程耀瑜下达任务书日期: 2011 年 6 月 13 日目录摘要 (2)前言 (3)一、设计目的 (3)二、数字滤波器 (3)2.1概述 (3)2.2特点 (4)2.3分类 (5)2.4设计原理 (5)三、双线性变换法 (7)3.1简介 (7)3.2对比 (10)四、切比雪夫滤波器 (11)4.1概述 (11)4.2切比雪夫滤波器的种类 (11)五、设计要求及性能指标 (12)5.1 设计要求 (12)5.2 性能指标 (12)六、用MATLAB实现切比雪夫IIR带阻滤波器 (12)6.1 程序流程图 (12)6.2 MATLAB程序代码 (13)4.3仿真结果 (14)七、学习小结 (15)参考文献 (16)滤波器设计与信号滤波摘要本次课程设计将完成一个数字切比雪夫带阻IIR滤波器的设计，利用双线性变换和无限冲激响应IIR原理完成滤波器设计，并利用MATLAB进行仿真。
关键字：数字信号处理数字滤波器切比雪夫双线性变换 MATLAB前言随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。
目前数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。
在数字信号处理中起着重要的作用并已获得广泛应用的是数字滤波器（DF，Digital Filter）。
数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。
实验五IIR滤波器的设计与信号滤波IIR滤波器，即无限脉冲响应滤波器（Infinite Impulse Response Filter），是一类数字滤波器，其输出依赖于输入信号和先前的输出信号。
相比于有限脉冲响应滤波器（FIR Filter），IIR滤波器具有更少的延迟和更高的效率。
本实验将介绍IIR滤波器的设计原理以及在信号滤波中的应用。
IIR滤波器的设计是通过对传递函数进行分析和设计实现的。
传递函数H(z)可以通过差分方程来表示，其中z是时间变量的复数变换。
一般而言，IIR滤波器的传递函数分为分子多项式和分母多项式两部分，它们都是z的多项式。
例如，一个简单的一阶低通滤波器的传递函数可以表示为：H(z)=b0/(1-a1z^(-1))其中b0是分子多项式的系数，a1是分母多项式的系数，z^(-1)表示滤波器的延迟项。
IIR滤波器的设计方法有很多种，其中一种常用的方法是巴特沃斯滤波器设计。
巴特沃斯滤波器是一种最优陡峭通带和带外衰减的滤波器。
设计巴特沃斯滤波器的步骤如下：1.确定滤波器的阶数：阶数决定了滤波器的复杂度和频率特性。
一般而言，阶数越高，滤波器的效果越好，但计算和实现的复杂度也越高。
2.确定通带和带外的频率特性：根据应用需求，确定滤波器在通带和带外的频率响应。
通带的频率范围内，滤波器应该具有尽可能小的幅频特性，带外的频率范围内，滤波器应该具有尽可能高的衰减。
3.根据阶数和频率特性计算巴特沃斯滤波器的极点：巴特沃斯滤波器的极点是滤波器的传递函数的根。
根据阶数和频率特性，可以使用巴特沃斯极点表来获取滤波器的极点。
4.将极点转换为差分方程：利用极点可以构造差分方程，定义IIR滤波器的传递函数。
除了巴特沃斯滤波器设计方法，还有其他IIR滤波器设计方法，例如Chebyshev滤波器、椭圆滤波器等。
每种设计方法都有其独特的优点和适用范围，可以根据具体需求选择适合的设计方法。
在信号滤波中，IIR滤波器可以用于实现多种滤波效果，例如低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波等。
课程设计滤波器方面一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握滤波器的基本原理和应用方法。
具体包括：1.了解滤波器的基本概念、分类和特性；2.掌握理想滤波器的频率响应及其数学表达；3.理解实际滤波器的特点和应用场景。
4.学会使用滤波器对信号进行滤波处理；5.能够根据实际需求设计和调整滤波器的参数；6.具备分析滤波器性能和选择合适滤波器的能力。
情感态度价值观目标：1.培养学生对信号处理和滤波技术的兴趣和好奇心；2.使学生认识到滤波器在实际工程和科学研究中的重要性；3.培养学生严谨治学、勇于探索的科学态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.滤波器的基本概念和分类：介绍滤波器的定义、作用及其在不同领域的应用，分析各类滤波器的特点和区别。
2.理想滤波器的频率响应：详细讲解理想低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器的数学表达和性质。
3.实际滤波器的设计与实现：介绍实际滤波器的设计方法，包括巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器等，并分析其应用场景。
4.滤波器的应用实例：讲解滤波器在信号处理、通信、图像处理等领域的具体应用，如噪声去除、信号提取、图像去噪等。
5.滤波器性能分析与选择：分析滤波器的性能指标，如阶数、截止频率、通带和阻带宽度等，引导学生学会根据实际需求选择合适的滤波器。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，以提高学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解滤波器的基本概念、原理和性质，使学生掌握滤波器的基础知识。
2.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生了解滤波器在工程和科学研究中的重要作用。
3.实验法：安排实验环节，让学生动手实践，调整滤波器参数，培养学生的实际操作能力。
4.讨论法：学生进行课堂讨论，分享学习心得和体会，提高学生的沟通和协作能力。
四、教学资源本课程所需的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的滤波器教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：推荐相关领域的经典著作和论文，拓宽学生的知识视野。
信号与系统课程设计课程名称：信号与系统题目名称：滤波器的设计与实现学院：电气与电子工程学院专业班级：电气工程及其自动化学号：U*********学生姓名：***指导教师：**2013年08 月25 日目录一、设计要求 (2)二、设计原理 (2)三、设计思路 (3)四、设计内容4.1 单元电路的设计 (4)4.1.1 原理图设计 (4)4.1.2 滤波器的传输函数与性能参数 (6)4.2电路的仿真与检验 (8)4.2.1 低通滤波器仿真 (8)4.2.2 高通滤波器仿真 (10)4.2.3 带通滤波器仿真 (12)五、设计感想 (14)六、参考文献 (15)一、设计要求自己设计电路系统，构成低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
利用Matlab或其他仿真软件进行仿真。
1.设计低通滤波器2.设计高通滤波器3.设计带通滤波器二、设计原理1、电容器C具有通高频阻低频的性能。
2、有源滤波器由放大电路部分和滤波电路部分组成。
图2.2.1 RC有源滤波总框图2.2.1子框图的作用1．RC网络的作用在电路中RC网络起着滤波的作用，滤掉不需要的信号，这样在对波形的选取上起着至关重要的作用，通常主要由电阻和电容组成。
2 .放大器的作用电路中运用了同相输入运放，其闭环增益 RVF=1+R4/R3同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。
3.反馈网络的作用将输出信号的一部分或全部通过牧电路印象输入端，称为反馈，其中的电路称为反馈网络，反馈网络分为正、负反馈。
三、设计思路Ω=k R 9.18'1 Ω=k R 36.94'2 Ω=M R 372.2'3带通滤波器就是将高通低通滤波器串联起来四、设计内容4.1 电路的设计4.1.1 原理图设计1. 低通滤波器低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。
如图4.1.1.1（a ）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。
它由两级RC 滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C 接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。
中北大学信息与通信工程学院课程设计报告题目：滤波器设计与信号滤波专业: 电子信息科学与技术班级： 12050142姓名：周先涛时间：2015.06.28～2015.07.10指导教师：王小燕完成日期：2015年07月 10日课程设计任务书课程设计任务书目录1 设计背景 (3)2m a t l a b (3)3 滤波器性能分析和比较 (9)4 滤波器的程序及参数设定 (15)5 滤波器处理结果及分析 (18)6实验总结与体会 (20)7 主要参考文献 (20)1.设计背景滤波器是一种能使有用信号顺利通过而同时对无用频率信号进行抑制（或衰减）的电子装置。
随着大功率电子器件的出现，谐波干扰已经是工业生产和科研事业发展的巨大的障碍，应运而生的滤波器产品也就派上用场，滤波器的发展前景是不可小视的，可以说凡有电子产品的地方必有滤波器产品。
在近代电信设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，技术最为复杂的要算滤波器了。
滤波器的优劣直接决定产品的优劣及整个系统的性能。
所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。
工程上常用滤波器来做信号处理、数据传送和抑制干扰等。
以往主要采用无源元件R、L和C组成模拟滤波器，六十年代以来，R、C组成的有源滤波器，具有不用电感、体积小、重量轻等优点，随着微电子学的发展，基于放大器和R、C构成的有源滤波器应用日益广泛。
人们已经可以把一些电阻和电容与运放集成在一块芯片上构成通用有源滤波器。
这种芯片集成度高，片内集成了设计滤波器所需的电阻和电容，在应用中只需极少数外部器件就可以很方便地构成一个有源滤波器。
到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。
80年代，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。
90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。
因此滤波器的发展对于一个国家的经济产业起到很重要的作用。
因此滤波器的设计显得尤为重要。
2. matlab2.1 开发算法和应用程序MATLAB 提供了一种高级语言和开发工具，使您可以迅速地开发并分析算法和应用程序。
2.1.1 MATLAB 语言MATLAB 语言支持向量和矩阵运算，这些运算是工程和科学问题的基础。
这样使得开发和运行的速度非常快。
使用 MATLAB 语言，编程和开发算法的速度较使用传统语言大大提高，这是因为无须执行诸如声明变量、指定数据类型以及分配内存等低级管理任务。
在很多情况下，MATLAB 无须使用 "for" 循环。
因此，一行 MATLAB 代码经常等效于几行 C 或 C++ 代码。
同时，MATLAB 还提供了传统编程语言的所有功能，包括算法运算符、流控制、数据结构、数据类型、面向对象编程 (OOP) 以及调试功能。
利用 MATLAB，无须执行编译和链接即可一次执行一个或一组命令，这样就可以迅速迭代到最佳解决方案。
为快速执行大量的矩阵和向量计算，MATLAB 使用了处理器经过优化的库。
对于通用的标量计算，MATLAB 使用其 JIT（即时）编译技术生成机器代码指令。
这一技术可用于大多数平台，它提供了可与传统编程语言相媲美的执行速度。
2.1.2 开发工具MATLAB 包含一些有助于高效实施算法的开发工具。
这些工具如下：MATLAB 编辑器 -提供标准的编辑和调试功能，如设置断点及单步执行M-Lint 代码检查器- 对代码进行分析并提出更改建议，以提高其性能和可维护性MATLAB 事件探查器 - 记录执行各行代码所花费的时间目录报表 -扫描目录中的所有文件，并报告代码效率、文件差异、文件相关性和代码覆盖2.2 分析和访问数据2.2.1 分析和访问数据MATLAB 对整个数据分析过程提供支持，该过程从外部设备和数据库获取数据，通过对其进行预处理、可视化和数值分析，最后到生成质量达到演示要求的输出。
2.2.2 数据分析MATLAB 提供了一些用于数据分析运算的交互式工具和命令行函数，包括：1.内插和抽取2.抽取数据段、缩放和求平均值3.阈值和平滑处理4.相关性、傅立叶分析和筛选5.一维峰值、谷值以及零点查找6.基本统计数据和曲线拟合7.矩阵分析2.2.3 数据访问MATLAB 是一个可高效地从文件、其他应用程序、数据库以及外部设备访问数据的平台。
您可以从各种常用文件格式（如 Microsoft Excel）、ASCII 文本或二进制文件、图像、语音和视频文件以及诸如 HDF 和 HDF5 等科学文件中读取数据。
借助低级二进制文件 I/O 函数，可以处理任意格式的数据文件。
而其他函数可使您从 Web 页面和 XML 中读取数据。
2.3 数据可视化2.3.1 实现数据可视化MATLAB 中提供了将工程和科学数据可视化所需的全部图形功能。
这些功能包括二维和三维绘图函数、三维卷可视化函数、用于交互式创建图形的工具以及将结果输出为各种常用图形格式的功能。
可以通过添加多个坐标轴、更改线的颜色和标记、添加批注、LATEX 方程和图例以及绘制形状，对图形进行自定义。
2.3.2 二维绘图可以通过使用二维绘图函数将数据向量可视化，创建以下图形：1.线图、区域图、条形图以及饼图2.方向图及速率图2.3.3 三维绘图和卷可视化MATLAB 提供了一些用于将二维矩阵、三维标量和三维向量数据可视化的函数。
可以使用这些函数可视化庞大的、通常较为复杂的多维数据，以帮助理解；还可以指定图形特性，如相机取景角度、透视图、灯光效果、光源位置以及透明度等等。
三维绘图函数包括：1.曲面图、轮廓图和网状图2.成像图3.锥形图、切割图、流程图以及等值面图2.3.4 交互式创建和编辑图形MATLAB 提供了一些用于设计和修改图形的交互式工具。
在 MATLAB 图形窗口中，可以执行以下任务：1.将新的数据集拖放到图形上2.更改图形上任意对象的属性3.缩放、旋转、平移以及更改相机角度和灯光4.添加批注和数据提示5.绘制形状6.生成可供各种数据重复使用的 M 代码函数2.4 执行数字运算MATLAB 包含了各种数学、统计及工程函数，支持所有常见的工程和科学运算。
这些由数学方面的专家开发的函数是 MATLAB 语言的基础。
这些核心的数学函数使用 LAPACK 和 BLAS 线性代数子例程库和 FFTW 离散傅立叶变换库。
由于这些与处理器相关的库已针对 MATLAB 支持的各种平台进行了优化，因此其执行速度比等效的 C 或 C++ 代码的执行速度要快。
MATLAB 提供了以下类型的函数，用于执行数学运算和数据分析：1.矩阵操作和线性代数2.多项式和内插3.傅立叶分析和筛选4.数据分析和统计5.优化和数值积分6.常微分方程 (ODE)7.偏微分方程 (PDE)MATLAB 可对包括双精度浮点数、单精度浮点数和整型在内的多种数据类型进行运算。
附加的工具箱（单独提供）提供了专门的数学计算函数，用于包括信号处理、优化、统计、符号数学、偏微分方程求解以及曲线拟合在内的各个领域。
2.5 发布结果和部署应用程序MATLAB 提供了很多用于记录和分享工作成果的功能。
可以将 MATLAB 代码与其他语言和应用程序集成，并将 MATLAB 算法和应用程序部署为独立程序或软件模块。
2.5.1 发布结果利用MATLAB，可以将结果导出为图形或完整的报表。
您可以将图形导出为各种常用的图形文件格式，然后将图形导入到诸如Microsoft Word 或Microsoft PowerPoint 等其他软件包中。
使用MATLAB 编辑器，可以用HTML、Word、LATEX 和其他格式发布MATLAB 代码。
2.5.2 部署应用程序可以在MATLAB 中创建算法并将其作为M 代码分发给其他MATLAB 用户。
使用MATLAB 编译器（单独提供），可以将算法作为项目中的独立应用程序或软件模块部署给未使用MATLAB 的用户。
借助其他产品，可以将算法转换为能从COM 或Microsoft Excel 调用的软件模块。
3.滤波器性能分析和比较3.1切比雪夫滤波器介绍在巴特沃兹滤波器中，幅度响应在通带和阻带内都是单调的。
因此，若滤波器的技术要求是用最大通带和阻带的逼近误差来给出的话，那么，在靠近通带低频端和阻带截止频率以上的部分都会超出技术指标。
一种比较有效的途径是使逼近误差均匀地分布于通带或阻带内，或同时在通带和阻带内都均匀分布，这样往往可以降低所要求的滤波器阶次。
通过选择一种具有等波纹特性而不是单调特性的逼近方法可以实现这一点。
切比雪夫型滤波器就具有这种性质：其频率响应的幅度既可以在通带中是等波纹的，而在阻带中是单调的（称为I 型切比雪夫滤波器），也可以在通带中是单调的，而在阻带中是等波纹的（称为II 型切比雪夫滤波器）。
I 型切比雪夫滤波器的幅度平方函数是2|)(|Ωj H C =)/(1122c N V ΩΩ+ε (3.1) 式中为N 阶切比雪夫多项式，定义为：)c o s c o s ()(1x N x V N -= (3.2) 从切比雪夫定义式可以直接得出由)(x V N 和)(1x V N -求)(1x V N +的递推公式。
将三角恒等式代入 (3.2)式，得()()()x x x x V V V N N N 112-+-= (3.3) 切比雪夫滤波器的极点在S 平面上呈椭圆分布。
他们的直径分别等于椭圆短轴和长轴。
为了求切比雪夫滤波器在椭圆上极点的位置，我们首先要这样确定，在大圆和小圆上以等角度 等间隔排列的那些点：这些点对于虚轴呈对称分布，并且没有一个点落在虚轴上；但当N 为奇数时要有一个点落在实轴上，而当N 为偶数时，就都不会落在实轴上。
切比雪夫滤波器的极点落在椭圆上，起纵坐标由相应的大圆上点的纵坐标来表示，起横坐标由相应的小圆上点的横坐标来表示。
3.2滤波器原理滤波器作用是对输入信号起到滤波的作用。
对图4-1所示的LSI 系统，其时域输入关系是：y(n)=x(n)*h(n)图3-1 LSI 系统若y(n)、x(n)的傅立叶变换存在，则输入输出的频域关系是：Y ()()*(j j j e X e H e ωωω= (3.4) 若滤波器的输入、输出都是离散时间信号，那么该滤波器的单位冲激响应h(n)也必然是离散的，这种滤波器称为为数字滤波器（DF, Digital Filter ）。
当用硬件实现一个DF 时，所需的元件是延迟器、乘法器和加法器：而利用MATLAB 软件时，它仅需线性卷积程序便可以实现。
众所周知，模拟滤波器(AF, Analog Filer)只能用硬件来实现，其元件是电阻R ，电感L ，电容C 及运算放大器等。
因此DF 的实现要比AF 容易得多，且更容易获得较理想的滤波性能。
