基于Matlab的FIR滤波器的设计与仿真.doc

西南科技大学通信原理设计报告课程名称：通信原理课程设计设计名称：数字FIR滤波器设计与仿真分析姓名：XXXXXX学号:XXXXXXXX班级：XXXXXXXXXXX指导教师：XXXXXX起止日期：2014/6/26—2014/7/5西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：XXXXXXX学生姓名：XXXXXX学号：XXXXXXXXX设计名称：数字FIR滤波器设计与仿真分析起止日期：2014/6/22-2014/7/5指导教师：XXXXXXXX设计要求：理解数字FIR滤波的设计原则及方法，设计一个通带截止频率5M,阻带起始频率8M，采样率40M的数字低通滤波器，带外衰减不低于-60dB。要求如下：（1）设计滤波器，得到相关参数；（2）基于寄存器乘加结构完成滤波器设计；（3）给出频响曲线。方向设计学生日志时间设计内容2014/6/22-2014/6/24学习数字信号处理教程，特别是关于FIR数字滤波器的部分2014/6/24-2014/6/26学习MATLAB应用软件，特别是其信号处理箱和Simuink2014/6/26-2014/7/1分析FIR数字滤波器的传统设计方法2014/7/2分别在MATLAB中编程设计和利用FDATool来设计FIR滤波器2014/7/3对设计的FIR进行仿真并分析2014/7/4完成专业设计报告的撰写2014/7/5答辩数字FIR滤波器设计与仿真分析摘要传统的数字滤波器设计计算繁琐，尤其是设计高阶滤波器时工作量大，利用Matlab可以快速有效地实现数字滤波器的设计与仿真。本文介绍了有限长单位冲激响应FIR数字滤波器的传统设计思想和步骤，同时也介绍了利用MATLAB对FIR数字滤波器进行设计的方法、设计的操作步骤以及对设计的滤波器的仿真。设计目的和意义1.通过此次专业方向设计，了解有限长单位冲激响应FIR数字滤波器的传统设计方法；2.了解Matlab信号处理箱并掌握FDATool专用滤波器设计分析工具；3.学习如何使用Matlab，学会用Matlab解决实际问题。设计原理数字滤波器，是具有一定传输选择特性的数字信号处理装置，其输入和输出均为数字信号，实质上是一个由有限精度算法实现的线性时不变离散系统。可以把它理解为是一个计算程序或算法，它把代表输入信号的数字时间序列转化为代表输出信号的数字时间序列，并在转化过程中，使信号按照预定的形式变化。数字滤波器有多种分类，从数字滤波器功能上分可分为低通、高通、带阻、带通滤波器，根据数字滤波器冲激响应的时域特征，可将数字滤波器分为两种，即无限长冲激响应滤波器（IIR）和有限长冲激响应滤波器（FIR）。1.有限长冲激响应滤波器FIR滤波器及其传统设计方法FIR滤波器的单位冲击响应是有限长的，h(n)在范围内有值，其系统函数为，它是的（N-1）阶多项式，H(z)在有限z平面（）有N-1个零点；在z平面原点z=0处有N-1阶极点。QUOTE2.FIR滤波器的Matlab设计Matlab是MATHWORK公司推出的一套面向科学和数值计算的可视化语言，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，是一个高度集成系统具有友好的用户界面和良好的帮助功能。Matlab自带的信号处理工具箱（SignalProcessingToolbox）具有强大的信号处理和分析功能，利用Matlab软件优越的数字分析及仿真功能，对理解数字滤波器及数字滤波具有一定参考价值。图1Matlab2007b主界面Matlab的信号处理工具箱中，提供了一整套模拟、数字滤波器的设计命令和运算函数，方便准确，简单易行，使得设计人员除了可按上述传统设计步骤快速地进行较复杂高阶选频滤波器的计算、分析外，还可通过原型变换法直接进行各种典型数字滤波器设计，即应用Matlab设计工具从模拟原型直接变换成满足原定频域指标要求的数字滤波器。Matlab有两种途径来设计FIR数字滤波器，分别为FDATool界面设计和直接程序设计。FDATool界面设计FDATool是Matlab信号处理工具箱里专用的滤波器设计分析工具，其界面为滤波器的设计提供了一个交互式的设计环境，用户进行参数设置后，可以设计几乎所有的基本常规滤波器，包括IIR和FIR的各种设计方法，操作简单，方便灵活。FDATool界面总共分两大部分，一部分是DesignFilter，在界面的下半部，用来设置滤波器的设计参数；另一部分则是特性区，在界面的上半部分，用来显示滤波器的各种特性。DesignFilter部分主要分为：A、ResponseType(滤波器类型)选项，包括Lowpass(低通)、Highpass(高通)、Bandpass(带通)、Bandstop(带阻)和特殊的FIR滤波器。B、DesignMethod(