基于matlab的低通滤波器毕业设计(论文)

通信系统综合设计与实践题目基于MATLAB的低通滤波器设计院（系）名称信院通信系专业名称通信工程学生姓名学生学号指导教师2013 年 5 月25 日摘要 (2)1．巴特沃斯低通数字滤波器简介 (3)1.1 选择巴特沃斯低通滤波器及双线性变换法的原因 (4)1.2 巴特沃斯低通滤波器的基本原理 (4)1.2.1 巴特沃斯低通滤波器的基本原理 (4)1.2.2 双线性变换法的原理......... . (5)1.3 数字滤波器设计流程图......... .. (7)1.4 数字滤波器的设计步骤.......... . (7)2. 巴特沃斯低通数字滤波器技术指标的设置 (8)3. .................................................................................................................. 用matlab 实现巴特沃斯低通数字滤波器的仿真并分析 .. (9)3.1 用matlab 实现巴特沃斯低通数字滤波器的仿真 (9)3.2 波形图分析......... ........ (10)4. .................................................................................................................. 用Simulink 实现巴特沃斯低通数字滤波器的仿真并分析 (11)4.1 Simulink 简介........ ....... .. (11)4.2 用Simulink 实现巴特沃斯低通数字滤波器的仿真 (11)4.3 波形图分析........ ........ . (11)4.3.1 Simulink 波形图分析........... ............ .. 114.3.2 与matlab 波形的比较........ . (14)5. 总结与体会 ................. . (15)6. 附录 (16)摘要低通滤波器是让规定频率以下的信号分量通过，而对该频率以上的信号分量抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。

基于MATLAB的数字滤波器设计与仿真摘要：数字滤波器的实现是数字信号处理中的重要组成部分,设计过程较复杂,牵涉到模型逼近,指标选择,计算机仿真,性能分析及可行性分析等一系列的工作,本文从设计原理以及数学软件MA TLAB出发阐述数字滤波器的设计原理与方法。

应用MA TLAB语言设计数字滤波器时采用直接程序设计法、FDATool以及SPTool信号处理工具箱的设计方法，通过实例，给出了FIR程序设计法和使用信号处理工具箱中SPTool进行设计的仿真图形，并在MATLAB的Simulink环境下，调用所设计的FDATool滤波器进行了仿真。

关键词：MA TLAB；数字滤波器；FDATool；SPTool；Simulink；IIR；FIR；MATLAB-based Digital Filter Design and SimulationAbstract: The digital filter is one of the most significant applications of DSP. The design process is very complex involving the model approximation, parameter selection, computer simulation and performance analysis, feasibility analysis and a series of work. This article try to solve the hard problem in another way, making the benefit of the advanced software MATLAB and gives some basic MA TLAB advice to readers to help them to learn the information of using MA TLAB as a tool to design different kinds of digital filters.The design methods of direct programming, FDATool interface and SP Tool signal processing toolbox are introduced in designing digital filter with MATLAB in this article. The imulation figures are given by programming and SPTool signal processing toolbox. Further more, the designed FDA tool filter are called and simulated in SIMULINKKey words: MATLAB; Digital filter; FDATool ; SPTool ; IIR;FIR;1引言1.1数字滤波器的研究背景与意义当今，数字信号处理[1]（DSP：Digtal Signal Processing）技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科；它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们的普遍关注。

电子信息学院本科毕业设计(论文)开题报告论文题目基于Matlab的FIR低通滤波器设计学生姓名专业班级性别一、课题研究意义及现状所谓数字信号处理技术是指运用数值计算的方法对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等的处理。

随着电子技术和电子计算机技术的发展，数字信号处理技术受到了越来越广泛的关注，数字信号处理的理论和技术也在不断丰富和完善，新的理论和新技术层出不穷。

可以说，数字信号处理是发展最快、应用最广泛、成效最显著的新科学之一，目前已广泛地应用在语音、雷达、声纳、地震、图像、通信、控制、生物医学、遥感遥测、地质勘探、航空航天、故障检测、自动化仪表等领域。

数字滤波器是数字信号处理中的重要组成部分之一，在数字信号处理中，数字滤波占有极其重要的地位。

滤波器可以分为IIR滤波器和FIR滤波器两大类，IIR滤波器并不能得到严格的线性相位特性，因此在许多实际应用中为了得到线性相位特征，还必须另外增加相位校正网络，使滤波器设计变得复杂，成本也高，而FIR滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时，还可以很容易的做到有严格的线性相位特性。

它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。

因此，FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。

目前对数字滤波器的设计有多种方法，其中著名的Matlab软件包，功能强大、使用方便。

传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。

利用Matlab信号处理工具箱可以快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器，可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。

本课题在基于Matlab的FIR低通滤波器的设计方法、编程以及实际应用上有着积极的意义。

二、课题研究的主要内容和预期目标主要研究基于Matlab的FIR低通滤波器。

具体是采用窗函数设计法、频率采样法、等波纹逼近法进行设计，并用Matlab软件编写程序进行仿真。

通信与电子工程学院电子2006本《综合实践2》设计报告（论文）《综合实践2》报告实践项目名称：基于MATLAB的低通滤波器设计班级：电子0 班姓名：学号：指导教师：完成日期：2011年11月15日- I -通信与电子工程学院电子2006本《综合实践2》设计报告（论文）摘要采用窗函数法、频率抽样法和切比雪夫最佳一致逼近法，通过调Matlab信号处理工具箱中的函数设计低通数字滤波器。

针对采用Matlab设计的程序和对应的幅频响应特性曲线，分析了三种设计方法各自的特点，比较了在相同滤波器长度下采用上述三种方法设计的滤波器对给定滤波器的逼近程度。

结果表明采用窗函数法和切比雪夫最佳一致逼近法调用remez函数设计过程简单，而采用频率抽样法设计过程复杂。

从逼近程度看，采用切比雪夫最佳一致逼近法设计的滤波器在整个频段误差最小，性能最优。

关键词：低通数字滤波器；窗函数法；频率抽样法；- II -通信与电子工程学院电子2006本《综合实践2》设计报告（论文）AbstractBy using MATLAB signal and using window method,frequency sampling and Chebyshev approximation the design of low pass digital filter in the toolbox have been processed.In view of the designed program of MATLAB and the figure of the amplitude-frequency characterization, this paper analyszes the different characteristicsof the above three methods.At the same time it compares the approximation quality of design filter to the given filter.The result shows that it is simple to use window method and Chebyshev approximation method call remez function to design, but complicated to use the frequency sampling method.The filter designed with the method of Chebyshev approximation has minimal error in the whole frequency and the quality of the filter is the best.Keywords: low pass digital filter; window method; frequency sampling; Chebyshev approximatio- III -通信与电子工程学院电子2006本《综合实践2》设计报告（论文）目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................... I II 第1章绪论 (5)1.1 课题背景 (5)1.2 数字滤波器简介 (5)第2章滤波器设计原理 (7)第3章滤波器设计与仿真 (8)3.1 滤波器设计指标 (8)3.2 滤波器设计方法 (8)3.3 确定滤波器的阶次 (8)3.4 窗函数法 (9)3.5 频率抽样法 (10)3.6 切比雪夫最佳一致逼近法 (12)第4章设计结果讨论 (14)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)- IV -通信与电子工程学院 电子2006本 《综合实践2》设计报告（论文）- V -第1章 绪论1.1 课题背景在数字信号处理中，数字滤波占有极其重要的地位。

西南石油大学实验报告一实验目的：1学习用Matlab直接设计模拟滤波器和数字滤波器。

2学习用冲激响应不变法和双线性变换法的Matlab的实现。

二实验内容：设计满足下列指标的数字低通滤波器：Wp=0.2*pi, Rp=1db Ws=0.5*pi Rs=20db Fs=1khz1.利用B、C1型设计出模拟低通滤波器，采用冲激响应不变法、双线性发转换成数字低通滤波器。

2.直接设计出B、C1型数字低通滤波器。

三实验步骤：程序1Wp=2*pi*0.1*1000;Ws=2*pi*0.25*1000;Rp=1;Rs=20;[N,Wn]=buttord(Wp,Ws,Rp,Rs,'s');[z,p,k]=buttap(N);[B,A]=butter(N,Wn,'s');freq1=linspace(0,Wp,5);freq2=linspace(Wp,Ws,15);freq3=linspace(Ws,10*pi*2,25);h1=20*log10(abs(freqs(B,A,freq1)));h2=20*log10(abs(freqs(B,A,freq2)));h3=20*log10(abs(freqs(B,A,freq3)));plot([freq1 freq2 freq3]/(2*pi),[h1,h2,h3]);grid;Xlabel('Frequency in Hz');Ylabel('gain in DB');图一程序2wp=0.2*pi;ws=0.5*pi;rp=1;rs=20;fs=1000;omegap=wp*fs;omegas=ws*fs;[N,Wn]=buttord(omegap,omegas,rp,rs,'s');[B A]=butter(N,Wn,'s');[b,a]=impinvar(B,A,fs);[h,w]=freqz(b,a,256);h=20*log10(abs(h));plot(w/pi,h);图二程序3wp=0.2*pi;ws=0.5*pi;rp=1;rs=20;fs=1000;omegap=2*fs*tan(wp/2);omegas=2*fs*tan(ws/2);[N,Wn]=cheb1ord(omegap,omegas,rp,rs,'s');[B A]=cheby1(N,rp,Wn,'s');[b,a]=bilinear(B,A,fs);[h,w]=freqz(b,a,256);h=20*log10(abs(h));plot(w/pi,h);图三程序4wp=0.2*pi;ws=0.5*pi;rp=1;rs=20;[N,Wn]=buttord(wp/pi,ws/pi,rp,rs);[B A]=butter(N,Wn);[h,w]=freqz(B,A,256);h=20*log10(abs(h));plot(w/pi,h);图四程序5Wp=0.2*pi;Ws=0.5*pi;Rp=1;Rs=20;T=0.001;Fs=1000;omegap=(2/T)*tan(Wp/2);omegas=(2/T)*tan(Ws/2);[N,Wn]=cheb1ord(omegap,omegas,Rp,Rs,'s'); [B,A]=cheby1(N,Rp,Wn,'s');[b,a]=bilinear(B,A,Fs);[h,w]=freqz(b,a,256);h1=20*log10(abs(h));plot(w/pi,h1);grid;xlabel('Digital Frequency in pi units'); ylabel('Gain in DB');axis([0 1 -50 10]);图五Wp=0.2;Ws=0.5;Rp=1;Rs=20;disp('ÇбÈÑ©·òIÐÍ')[N,Wn]=cheb1ord(Wp,Ws,Rp,Rs)[B,A]=cheby1(N,Rp,Wn);disp('ÇбÈÑ©·òÐÍ·Ö×Ó¶àÏîʽ');fprintf('%.4e\n',B);disp('ÇбÈÑ©·ò·Öĸ¶àÏîʽ');fprintf('%.4e\n',A);w=linspace(0,0.8*pi,50);h1=20*log10(abs(freqz(B,A,w)));plot(w/pi,h1);grid;xlabel('Normalized frequency');ylabel('Gain in DB ');axis([0 0.8 -50 1]);图六四、实验小结通过本次实验,对MA TLAB软件有了进一步的了解,也在不断的实践中,更多的熟悉了MATLAB的编程，在编程方面一点点的有了进步。

分类号编号烟台大学毕业论文基于MATLAB设计巴特沃斯低通滤波器The Design of Butterworth Low-passing Filter Based on MA TLAB申请学位：院系：专业：姓名：学号：指导老师：2011年05 月26日烟台大学基于MA TLAB设计巴特沃斯低通滤波器姓名：导师：2011年05月26日烟台大学烟台大学毕业论文任务书院（系）：光电信息科学技术学院[摘要]滤波器设计是数字信号处理的重要内容。

在MATLAB软件中有丰富的滤波器设计的相关命令，掌握相关的方法后可以提高我们的工作效率。

首先对巴特沃斯低通滤波器的特性进行研究，然后用MATLAB信号处理工具箱提供的函数设计出巴特沃斯低通滤波器模型，并对具体实例进行分析，使得巴特沃斯滤波器的设计更加快捷、直观、简单。

[关键词]巴特沃斯低通滤波器； MATLAB仿真；[Abstract]First，analyse the characteristics of Butterworth low-pass filter, second use MATLAB signal processing toolbox design the mode of Butterworth low - pass filter ，to study it though an explme. The method makes the design of Butterw orth filter quicklier ,more intuitively,and simp -lier.[Keywords] Butterworth low-pass filter; MATLAB simulation;目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 数字滤波器的设计原理 (1)1.3数字滤波器的应用 (2)1.4MATLAB的介绍 (3)1.5本文的工作及安排 (3)2 滤波器分类及比较 (5)2．1滤波器的设计原理 (5)2.2 滤波器分类 (5)2.3四种类型模拟滤波器的比较 (9)3巴特沃斯低通滤波器 (11)3.1巴特沃斯低通滤波器的设计原理 (11)4 MATLAB仿真及分析 (15)4.1 MATLAB工具箱函数 (15)4.2 巴特沃斯低通滤波器的MATLAB仿真 (15)5 结论与展望 (19)5.1 总结 (19)5.2 展望 (19)致谢 (20)参考文献 (21)1 绪论1.1 引言凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。

基于matlab的低通滤波器的设计低通滤波器是一种能够过滤掉高频信号而保留低频信号的滤波器。

在信号处理领域中，低通滤波器是非常重要的一种滤波器，常见的应用包括：音频处理、图像处理、视频处理、通信领域、控制系统等。

在本篇文章中，我们将介绍如何使用matlab来设计低通滤波器。

设计的过程大致可以分为以下步骤：1. 确定滤波器类型2. 确定滤波器参数3. 执行滤波器设计4. 验证滤波器设计以下是详细的步骤：1. 确定滤波器类型低通滤波器的种类有很多，常见的包括Butterworth滤波器、Chebyshev滤波器、Elliptic滤波器等。

每种滤波器都有不同的特点，应该根据需要选择合适的滤波器类型。

在本篇文章中，我们介绍Butterworth滤波器。

这种滤波器是设计过程中最简单的一种，因为它的频率响应是平滑的、连续的，并且在通带中没有波纹和过渡带中没有振铃。

在设计Butterworth滤波器时，需要明确三个参数：通带截止频率、阻带截止频率和通带最大衰减。

通带截止频率：指在这个频率以下的信号将通过滤波器。

这个参数取决于应用，应根据需要进行选择。

阻带截止频率：指在这个频率以上的信号将被滤波器滤去。

这个参数的选择应该考虑到信号在该频率以上能够在处理方式下的好处。

通带最大衰减：指在通带截止频率处，滤波器对信号最大允许的衰减。

这个参数的选择应该是应用与滤波器频率响应上的折衷。

3. 执行滤波器设计当确定了滤波器类型和参数后，可以使用matlab执行滤波器设计。

在matlab中，可以使用“[b,a] = butter(n,Wn)”命令进行Butterworth滤波器设计。

其中，n是滤波器阶数，Wn是通带截止频率与Nyquist频率的比例。

这个命令将返回两个向量，b和a。

向量b代表数字滤波器分子多项式的系数，向量a 代表数字滤波器分母多项式的系数。

设计滤波器后，需要验证其设计是否正确，验证的方法包括频率响应的分析和信号滤波的实验。

问题：信号滤波是一个非常重要的信号处理手段，大量的信号处理系统中，信号滤波的质量将直接影响到系统整体性能。

现在有家医院向你提出一个问题，她们的心电图信号记录仪器由于受到了比较严重的电源干扰(50Hz附近)，记录到的心电图ECG波形有较大的畸变，请问如何设计一个干扰滤除系统，让记录下的ECG数据继续可以进行疾病诊断。

(ECG的波形信息非常重要，设计滤波器需要注意这一点)基于Matlab的IIR Butterworth低通数字滤波器设计0 引言心电信号是心脏电活动在人体体表的表现，它一般比较微弱，其频率为0.05Hz~ 100Hz（能量集中在0. 05Hz~ 44Hz），幅度为几百微伏至几毫伏。

因此，在心电信号的采集过程中，极易受到内、外界环境的干扰，其中50Hz的工频干扰尤为突出。

心电图信号的干扰对心电图数据分析和压缩有一定影响。

如何消除50Hz工频干扰，成为处理心电信号的首要任务。

为了消除ECG数据中的主要干扰，保留有用信号或者从干扰中“抽取”有用信号，人们提出了许多方法，诸如，平滑滤波，中心频率固定的带阻滤波器，自适应滤波，低通数字滤波等等。

这些信号处理方法各有优缺点，平滑滤波算法简单，处理速度快，滤波效果较好，但存在一定的削峰作用；中心频率固定的带阻滤波器原理简单，能较大程度地抑制50Hz工频干扰，但存在“群延时”现象；自适应滤波器的中心频率能够跟随工频信号的频率幅度变化而自动调节并抵消工频干扰，但需要附加参考信号通道，算法相对复杂，难以用于实时处理。

考虑到工频干扰是50Hz的低频信号，假设要处理的ECG信号为0.05HZ~44HZ段信号，且Matlab软件中有一个数字滤波器软件包，可以直接进行调用处理信号，所以本文设计IIR巴特沃斯(Butterworth)低通数字滤波器来实现人体ECG信号的滤波。

1 数字滤波器介绍数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，它可以用软件(计算机程序)或用硬件来实现，而且在两种情况下都可以用来过滤实时信号或非实时信号(记录信号)。

H (s)
1
(s p(1))( s p(2))(s p(n))
所以事实上 z 为空阵。上述零极点形式可以化为：
H (s)

sn
k bni s n1

b1s b0
其中 b0


n c
，令
c
1rad / s ，得到巴特沃斯滤波器归一化结果,如表
1
所示。
表 1 n 1 ~ 8阶的巴特沃斯滤波器系数
h(n)= ha(nT) 其中 T 是抽样周期。 如果令 Ha（s）是 ha(t)的拉普拉斯变换，H（z）为 h（n）的 z 变换，利用 抽样序列的 z 变换与模拟信号的拉普拉斯变换的关系，得：
X (z) zesT

1 T

Xa
k
(s

jks )

1 T
k

X
a

s
姓名： 班级： 学号： 时间：2011 年 6 月
设计题目
基于 MATLAB 的巴特沃斯低通滤波器的设计
设计要求
1. 通过实验加深对巴特沃斯低通滤波器基本原理的理解。 2．学习编写巴特沃斯低通滤波器的 MATLAB 仿真程序 3. 滤波器的性能指标如下：通带截止频率 fp=5kHz，通带最大衰减 p =2dB，阻带截止频率 fs=12kHz，阻带最小衰减 s =30dB
滤波器的性能指标如下：通带截止频率 fp=5kHz，通带最大衰减 p =2dB，
阻带截止频率 fs=12kHz，阻带最小衰减 s =30dB
3.1MATLAB 中所需函数
ATLAB 的信号处理工具箱提供了滤波器的函数 buttap、buttord、butter。 由[z,p,k] = buttap(n)函数可设计出 n 阶巴特沃斯低通滤波器原型,其传递函数 为

浙江万里学院本科毕业设计(论文)(2012届)论文题目基于Matlab的FIR低通滤波器设计(英文) Design of FIR Low-pass DigitalFilter Based on Matlab所在学院电子信息学院专业班级学生姓名指导教师指导教师职称完成日期年月日基于Matlab的FIR低通滤波器设计黄丽王（浙江万里学院电信学院电子082班）2012年4月摘要FIR数字滤波器是数字信号处理的一个重要组成部分，由于FIR数字滤波器具有严格的线性相位，因此在信息的采集和处理过程中得到了广泛的应用。

本文介绍了FIR 数字滤波器的概念和线性相位的条件，分析了窗函数法、频率采样法和等波纹逼近法设计FIR滤波器的思路和流程。

在分析三种设计方法原理的基础上，借助Matlab仿真软件工具箱中的fir1实现窗函数法设计FIR滤波器。

仿真结果表明，在相频特性上，窗函数法设计的FIR滤波器在通带内具有线性相位；在幅频特性上，窗函数法设计FIR 滤波器的边界频率不够精确。

关键词：FIR数字滤波器；窗函数法；Matlab目录1引言 (1)2FIR数字滤波器线性相位条件 (2)2.1 FIR数字滤波器概述 (2)2.2 FIR数字滤波器线性相位定义 (3)2.3 FIR数字滤波器线性相位时域约束条件 (3)3FIR数字滤波器设计方法 (5)3.1 FIR数字滤波器的窗函数设计法 (5)3.1.1 窗函数设计法的设计思路 (5)3.1.2 吉布斯效应 (7)3.1.3 常见窗函数介绍 (7)3.2 FIR数字滤波器的频率采样设计法 (10)3.2.1 频率采样法的基本思路 (10)3.2.2 频率采样法的设计步骤 (11)3.3 FIR数字滤波器的等波纹逼近设计法 (13)3.4 不同设计方法的比较 (15)4 基于Matlab的FIR数字滤波器设计 (16)4.1 Matlab简介 (16)4.2 窗函数法的Matlab实现 (17)4.2.1 fir1函数介绍 (17)4.2.2 基于fir1函数的窗函数法FIR滤波器设计 (17)5 结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1引言随着信息科学和计算机技术的不断发展，数字信号处理(DSP，Digital Signal Processing)的理论和技术也得到了飞速的发展，并逐渐成为一门重要的学科，它的重要性在日常通信、图像处理、遥感、声纳、生物医学、地震、消费电子、国防军事、医疗方面等显得尤为突出。

摘要基于matlab的FIR滤波器设计摘要本文分析了国内外数字滤波技术的应用现状与发展趋势，介绍了数字滤波器的基本结构，在分别讨论了IIR与FIR数字滤波器的设计方法的基础上，分析二者的优缺点并重点介绍了基于matlab的FIR（有限长冲激响应）数字滤波器的三种设计方法。

本文采用窗函数法，频率采样法和最优等波纹线性相位法，通过调用Matlab函数设计FIR数字滤波器，并绘制对应的幅频特性曲线。

最后，运用三种滤波器对噪声信号进行滤波处理，通过分析滤波前后信号频谱的变化，验证三种滤波器的效果。

关键词：数字滤波器，窗函数法，频率采样法，最优化设计法，幅频特性曲线，验证ABSTRACTABSTRACTThis paper analyzes the present situation of the application of digital filtering technology at home and abroad and the development trend, introduces the basic structure of the digital filter, respectively in IIR and FIR digital filter design method is discussed, on the basis of analysis the advantages and disadvantages of both and introduced based on the matlab the FIR (finite impulse response) digital filter of the three design methods. Window function method in this paper, the frequency sampling method and optimization design method, by calling Matlab function to design FIR digital filter, and draw the corresponding amplitude-frequency characteristic curve. In the end, using three kinds of filter to filter the noise signal, through the analysis of the change of signal spectrum before and after filtering, the validation of three kinds of filter effect.Key words: digital filter and window function method and frequency sampling method, the optimization design method, the amplitude-frequency characteristic curve, and validation.目录第1章引言 (1)1.1滤波器的概念 (1)1.2滤波器的发展过程 (1)1.3滤波器的分类 (2)1.4 数字滤波器的研究背景与意义 (3)1.5 数字滤波器的现实运用及发展趋势 (4)1.6 数字滤波器的简介 (6)1.6.1 IIR数字滤波器 (7)1.6.2 FIR数字滤波器 (7)1.6.3 IIR与FIR数字滤波器的优缺点 (10)第2章 FIR滤波器的设计 (11)2.1窗函数法设计FIR滤波器 (11)2.1.1 窗函数法的设计思路 (11)2.1.3 几种常用的窗口函数的讨论、比较 (13)2.2频率采样设计法FIR数字滤波器 (15)2.2.1 频率采样法的设计思路 (15)2.2.1 四中类型的线性相位FIR数字滤波器 (17)2.2.3 FIR数字滤波器的改进 (18)2.3 最优等波纹线性相位法设计FIR滤波器 (18)第3章 Matlab简介 (20)3.1 matlab产生的历史背景 (20)3.2 matlab的语言特点 (21)3.2 matlab的功能 (23)3.3 matlab的优势 (25)第4章利用matlab实现FIR滤波器设计 (27)4.1 窗函数法的matlab实现 (27)4.1.1 kaiserord及fir1函数介绍 (27)4.1.2 两种滤波器的窗函数设计 (28)4.2 频率采样法的Matlab实现 (32)4.2.1 fir2函数介绍 (32)4.2.2 两种滤波器的频率采样法设计 (32)4.3 最优等波纹线性相位FIR滤波器的Matlab实现 (35)4.3.1 Firpm函数介绍 (36)4.3.2 最优等波纹线性相位FIR低通滤波器 (37)第5章结论 (39)5.1 对本文工作的总结 (39)5.2 本文存在的问题 (40)5.3 对今后工作学习的展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录 (43)附录一：利用Kaiser窗设计低通滤波器的程序 (43)附录二：利用Hamming窗设计带通滤波器的程序 (44)附录三：采用II型线性相位，频率采样滤波器设计的低通滤波器 (46)附录四：频率采样滤波器设计的高通滤波器 (47)附录五：最优等波纹线性相位FIR低通滤波器 (48)外文资料原文 (50)译文 (56)第1章引言第1章引言1.1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。

目录1 任务和要求 (1)2 MATLAB软件的简述.......................... 错误！未定义书签。

3 基于MATLAB的模拟滤波器设计 (2)3.1 利用MATLAB确定低通滤波器的阶数和幅频特性曲线 (2)3.2 利用MATLAB设计带通滤波器 (2)4 基于MATLAB的数字滤波器设计 (2)4.1 FIR数字滤波器设计原理 ................. 错误！未定义书签。

4.2 窗函数法设计及MATLAB实现.............. 错误！未定义书签。

4.3 程序设计法 (4)4.4 IIR数字滤波器的设计 (8)5 设计总结................................... 错误！未定义书签。

参考文献. (9)1 任务和要求(1)任务：运用MATLAB软件针对性地进行实例分析，设计巴特沃斯模拟滤波器和切比雪夫模拟滤波器，对于数字滤波器通过FIR滤波器和IIR 滤波器实例，使其绘制出相应的图形。

(2)基本要求了解并掌握MATLAB软件。

利用MATLAB确定低通滤波器的阶数和幅频特性曲线。

利用MATLAB设计带通滤波器。

在数字滤波器的设计中，通过FIR滤波器和IIR滤波器的实例，绘制出相应的图形。

2 MATLAB软件的简述MATLAB软件具有很强的开放性和适应性，是国际公认的优秀科技应用软件，是计算机辅助分析与设计、算法研究和应用开发的基础工具和首选平台，是目前科学研究领域最流行的应用软件，其特点概括为：(1)高效的数字计算方法及符号计算功能，使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来。

(2) 完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化。

(3) 友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学习者易于学习和掌握。

(4) 功能丰富的应用工具箱，为用户提供了大量方便而实用的处理工具。

(5)SIMULINK动态建模与仿真系统，丰富而功能强大的器件库，提供了MATLAB软件是由美国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。

摘要在当今的数字信息的世界里，数字信号处理已经演变成一门越来越重要的学科，并在通信、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。

其中数字滤波是数字信号处理的重要内容。

数字滤波器可分为IIR和FIR两大类，对于IIR滤波器的设计来说主要有脉冲响应不变法和双线性变换法，而对于FIR数字滤波器的设计来说主要有窗函数法和频率采样设计法。

本文应用MATLBA对数字低通滤波器进行仿真，并给出一定频率的信号通过所设计的滤波器来验证滤波器的性能，主要的研究工作主要包括以下几方面的内容:(1)介绍IIR滤波器和FIR滤波器的结构特点并比较两者之间的差别。

(2)在MATLAB中应用双线性变换法和脉冲响应不变法设计IIR滤波器，给出了滤波器的频率特性图和相位特性图。

(3)通过编写MATLAB程序用窗函数设计法和频率采样法来完成FIR低通滤波器的设计，并给出几个不同频率的信号通过所设定的滤波器来验证滤波器的性能。

(4)在MATLAB中应用Simulink模块来仿真FIR低通滤波器，并在示波器上同时显示输入信号的频率和输出信号的频率，最后对结果进行分析。

【关键字】FIR滤波器IIR滤波器, 双线性变换法脉冲响应不变法窗函数法频率采样法MATLABABSTRACTIn nowadays world of digital information, digital signal processing has become an increasingly important subject, and has been widely applied in all fields, such as medicine, communications, and other areas, digital filters are important elements of digital signal processing. Digital filters can be divided into two kinds of IIR and FIR, IIR filter design for pulse response method and bilinear transformation method, for FIR digital filter design, the main Windows function method and frequency of sampling design.In this paper simulation using MATLAB for digital low-pass filter, and to give a signal of a certain frequency through the filters designed to verify the performance of filter, the main research work mainly includes the following content:(1) Describes the structure of FIR and IIR filters filter characteristics and comparison of the differences between the two.(2) In MATLAB using bilinear transformation method and impulse response method design of IIR filters, to out of the filters of frequency response and phase characteristics.(3) Design method by writing MATLAB programs use the windows function and frequency sampling method to accomplish the design of FIR low-pass filters, and gives several different frequency signals passes through a set of filters to verify that the filter's performance.(4) In the MATLAB Simulink simulation FIR low-pass filter module to the application, and also on the scope displays the frequency of the input signal and the output signal frequency, final analysis of the results.【Key words】FIR digital IIR digital filter Bilinear transformation methodImpulse response method Windows functionFrequency sampling method MATLAB毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。