论文总字数：18854字

摘 要

近几年，由于大规模的集成电路和电子科技技术的进步，数字信号处理（DSP）的理论和应用得到高速发展，在通信、图像、自动化控制、医疗和军事等等领域大放异彩。随着信息化时代到临，数字信息处理技术的学习与研究已变得尤为重要。数字滤波器在数字信号处理中占据了很高的地位。与传统模拟滤波器对比，数字滤波器的突出点在于信噪比高、可靠性强、精度高、适应范围广，乃至能实现前者在理论上也无法到达的范畴。

此论文起先讲述了数字信号处理技术的发展历程与其中滤波器的综合分析，并着重论述了数字滤波器的功能及特点。之后，在对FIR数字滤波器概念、框架及特点的叙述与学习中，对其有了更深的认知。然后，通过不同的方式对滤波器进行设计与框架搭建，并按照仿真出的波形理论分析。接着，基于MATLAB进行FIR数字滤波器的建立。采用FDA Tool工具，并在Simulink仿真环境下进行滤波器的设计。我们采取窗函数法设计一个数字低通滤波器，同时根据多台示波器对信号滤波的记录进行科学分析。最后，在对比不同的仿真波形的特点之后做出总结和展望。

关键词：DSP；FIR数字滤波器；窗函数设计法；MATLAB

Fulfilling FIR Digital Filter with MATLAB

Abstract

In recent years, due to advances in large-scale integrated circuits and computer technology, the theory and application of digital signal processing (DSP) technology have rapid development in communication, image, automation, medical and military ,etc. With the coming of the information age, digital signal processing has become an extremely important subject and technology. The digital filter is the discrete-time system of a mathematical process by sampling data to achieve the purpose of filtering, the digital filter is an important part of digital signal processing. Compared with the traditional analog filers, digital filters have high accuracy, high reliability, high signal to noise ratio, wide adaptation, even can achieve the performance that the traditional analog filters can not achieve.

This paper initially describes the comprehensive analysis of the develop process of digital signal processing technology and the filter in it, and focuses on the functions and features of the digital filter. Thereafter, with the FIR digital filter concepts, frameworks and features of narrative and learning, we have a deeper understanding on it. Then, we use different ways to filter design and build the framework, and in accordance with the simulation waveform theory. Then,we establish FIR digital filter based on MATLAB. Using FDA Tool tool, and we design filter in the environment of Simulink simulation. We take window function to design a digital low-pass filter while scientific analysis based on multiple oscilloscopes recording signal filtering. Finally, after comparing the characteristics of different simulation waveform,we make summary and outlook.

Keywords: DSP; FIR Digital Filter;Window Function Design Method; MATLAB

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 课题背景 1

1.2 数字滤波器的发展现状 1

1.3 数字滤波器的实现方法 2

1.4 MATLAB简介 2

第二章 FIR数字滤波器概述 4

2.1数字滤波器的职能参数 4

2.2 FIR数字滤波器的基本概念 5

2.3 FIR数字滤波器的特点 5

2.4 FIR数字滤波器的结构 6

第三章 FIR数字滤波器的设计方法研究 8

3.1 窗函数法 8

3.2 频率采样法 9

3.3 最优设计法 10

3.3.1 最大误差最小化准则 10

3.3.2 切比雪夫最佳一致逼近 10

3.4 仿真结果以及分析 12

3.4.1 窗函数法 12

3.4.2 频率采样法 13

3.4.3 最优化设计法 14

第四章 FIR数字滤波器的设计与仿真 15

4.1 滤波器的仿真模型 15

4.2 仿真结果分析 16

4.3 设计小结 18

第五章 总结与展望 19

致 谢 20

参考文献 21

附 录 22

第一章 引言

1.1 课题背景

自20世纪60年代以来，在全球信息化的大潮流中，数字信号处理技术的学习与研究就变得尤为重要。从文字意义上来看，数字信号处理是以数字形式来处理信号的方法和途径。其目的是在于连续模拟信号在现实世界的估计、测量、压缩、变强、滤波或者识别等，从而使人们更便利的提取能应用的信息。快速傅里叶变换算法的提出和数字滤波器设计方法的完善，这两项重大研究的进展无疑是数字信号处理迅速发展的里程碑。

目前，数字信号处理技术自身已得到高速发展，基本形成了以离散信号的分析、信号的获得与估量和建模及其应用、在数字信号处理运用的快速算法和特殊算法等为基石的一套较为完整的理论体系。并且我们需要了解的是，使信号处理的应用越来越来广泛的标志事件是超大规模集成电路的出世和数字信号处理技术不论是理论还是实际运用上的更深层次的运用，比如说语言和图形处理、噪声消除、频率合成、相关检测、谐波滤除等相关领域。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：18854字