用MATLAB设计FIR数字滤波器实验,基于Matlab的FIR数字滤波器设计

摘要:提出FIR敷字滤波器的设计方案,并基于Matlab实现滤波仿真。通过使用Matlab信号处理工具箱提供的函数,选择适当的窗函数编写程序,其中窗函数按照实际信号的处理需求,参数折中选择。实验获得了比较理想的滤波器特性,可以实现较好的滤波作用。而且在实际应用中只需按需求修改滤波器参数,并结合程序的相应改动,即可实现不同功能的滤波器。另外,介绍了利用FDATool设计滤波器的方法,简单修改参数即可实现多种滤波器。

关键词:Matlab;FIR窗函数;FDATool;滤波器

数字滤波器可以过滤时间离散信号,通过对抽样数据进行数字处理来达到频域滤波的目的,目前已经广泛应用在高保真的信号处理,如数字音频、图像处理、数据传输、生物医学等领域。由于计算机技术和大规模集成电路的发展,数字滤波器已可用计算机软件实现。借助Mathb强大的数据处理能力,灵活使用模块集和工具箱,可以按照需求编写程序来实现多种滤波器设计。伴随Matlab的不断发展以及工具箱的不断开发,工作平台的改善,使用Mathb的编程工作量会大大减少。Matlab提供了完整的联机查询、帮助系统,提供了比较完备的调试系统,程序不必经过编译就可以直接运行,而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。而这也使得基于Matlab的设计变得方便易于使用。

1 数字滤波器及设计方案

应用数字滤波器处理模拟信号时,首先要对输入模拟信号进行限带、抽样和模/数转换,数字滤波器输入信号的抽样率应大于被处理信号带竟的两倍,其频率响应具有以抽样频率为间隔的周期重复特性,且以折叠频率即1/2抽样频率点呈镜像对称。滤波器的输出信号须经数/模转换、平滑处理。

FIR数字滤波器的输出值u(Kt)与输出的过去值u(Kt-kt)表达关系如下:

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这是不断乘累加的过程,解决了滤波器的系数α问题,再加上乘法和加法计算即可实现滤波器设计。由于FIR滤波器的单位脉冲响应h(n)是有限长序列,因此滤波器没有不稳定的问题,FIR滤波器一般为非递归结构,因此在采

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