matlab数字滤波器仿真课程设计

山东科技大学电工电子实验教学中心

创新性实验结题报告

实验项目名称 ＿基于matlab的数字滤波器设计及滤波仿真＿

三个正弦信号 用三种方法进行滤波分离

1.编程法、2.Simulink、3.SPTool法与FDATool法

一、实验摘要 随着通信行业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关注，其理论及算法随着计算机技术和微电子技术的发展得到了飞速地发展，数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一，本文详细介绍了利用MATLAB信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。 利用 Maltab 模拟一个基本输入信号（如三个正弦频率信号的叠加），自行设定滤波器 的技术指标，用程序设计法设计各种滤波器（低通，高通，带通） ，使用 Simulink进行滤波仿真最后得到分离的三个正弦频率信号，并与理论上得滤波效果进行对比和讨论。 二、实验目的 深入理解IIR和FIR数字滤波器的概念、基本原理和方法，学会用MATLAB语言和FADtool设计数字滤波器，掌握各种数字滤波器的设计方法和特点，熟悉MATLAB及其数字信号处理工具箱的使用方法，通过设

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：

教师评语： 成绩 评阅教师 日期

1

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????????????????????

一、课题研究的目的和意义：

在信号与信息处理中，提取有用信息需要对信号进行滤波。借助DSP数字信号处理器的高速运算能力，可以实时地对信号进行数字滤波。本设计要求利用DSP的DMA方式进行信号采集和信号输出，同时对外部输入的信号进行数字滤波。

掌握利用DSP 实现信号实时FIR 滤波设计可使学生更加透彻的理解信号的采集方法和滤波方法。学会利用Matlab 对信号进行FIR 滤波，掌握Matlab 的信号仿真。同时通过对DSP 信号处理器及A/D、D/A 转换器以及DMA 的编程，可以培养学生C 语言编程能力以及使用DSP 硬件平台实现数字信号处理算法的能力。 二、课题研究主要内容： 1.基本部分：

(1) 掌握利用滤波器设计FIR滤波器的方法，并提取滤波器参数。

(2) 掌握利用Matlab的信号处理工具箱的使用，以及利用Matlab对信号进行滤波。 (3) 设计数字滤波算法，或调用DSPLIB中的滤波函数，实现对信号的滤波。 (4) 利用C语言对A/D、D/A进行初始化。 (5) 利用C语言对DMA进行初始化。

(6) 编写DMA中断服务程序，实现信号的实时滤波。

(7) 利用CCS信号分析工具分析信号的频谱成分，确定滤波器的

山东科技大学电工电子实验教学中心

创新性实验结题报告

实验项目名称 ＿基于matlab的数字滤波器设计及滤波仿真＿

三个正弦信号 用三种方法进行滤波分离

1.编程法、2.Simulink、3.SPTool法与FDATool法

一、实验摘要 随着通信行业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关注，其理论及算法随着计算机技术和微电子技术的发展得到了飞速地发展，数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一，本文详细介绍了利用MATLAB信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。 利用 Maltab 模拟一个基本输入信号（如三个正弦频率信号的叠加），自行设定滤波器 的技术指标，用程序设计法设计各种滤波器（低通，高通，带通） ，使用 Simulink进行滤波仿真最后得到分离的三个正弦频率信号，并与理论上得滤波效果进行对比和讨论。 二、实验目的 深入理解IIR和FIR数字滤波器的概念、基本原理和方法，学会用MATLAB语言和FADtool设计数字滤波器，掌握各种数字滤波器的设计方法和特点，熟悉MATLAB及其数字信号处理工具箱的使用方法，通过设

1.1 第一章 绪论

引言

随着信息时代的到来，数字信号处理的理论和技术更加成熟，它应用广泛，渗透到各个重要的科学领域。作为数字信号处理的一项重大突破就是数字滤波技术。数字滤波在通信，语音编码，雷达等许多领域中有着十分广泛的应用，目前，数字滤波器的设计图像处理，数据压缩等方面的应用取得了令人瞩目的进展和成就，近年来迅速发展起来的小波理论，由于其局部分析性能的友谊，在图像处理中的应用研究，尤其是在图像压缩，图像去噪等方面的应用研究，收到了越来越多的关注。

由于数字滤波器的概念比较抽象，加上其数值计算又比较繁琐，所以借助好的计算机软件来进行辅助设计，是数字滤波器研究领域的一个发展趋势。这样的软件有很多种，其中最具代表性的就是MATLAB。MATLAB是美国MathWorks公司自20世纪80年代中期推出的数学软件，优秀的数值计算能力和卓越的数据可视化能力使其很快在数学软件中脱颖而出。MATLAB是“矩阵实验室”（MATrix LABoratoy）的缩写，它是由美国Mathworks公司于1984年正式推出的，是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，专门针对科学、工程计算及绘图的需求。MATLAB是功能强

摘 要：利用MATLAB 设计滤波器,可以按照设计要求非常方便地调整设计参数,极大地减轻了设计的工作量,有利于滤波器设计的最优化。Matlab因其强大的数据处理功能被广泛应用于工程计算,其丰富的工具箱为工程计算提供了便利,利用Matlab信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器,设计简单方便。本文介绍了在MATLAB R2009a 环境下滤波器设计的方法和步骤。

关键词：滤波器，matlab，fdatool

Abstract：By using MATLAB , we can design filters and modify the filters’parameters conveniently according to our demands. This relieves greatly design work loads and makes for optimization of filter designing. Matlab can be widely used in engineering calculations because of its powerful functions of data processing. I

目 录

1 引言 .......................................................................................................................................... 1 2 设计任务 .................................................................................................................................. 2 2.1设计内容 ............................................................................................................................ 2 2.2设计要求 ............................................................................................

数字滤波器设计

（长沙理工大学城南学院电气与信息工程系电气工程及其自动化）

摘要： 数字滤波器由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。

关键词： 频谱分析；低通滤波

1. 绪论

1.1. 本文主要研究内容 对模拟信号进行低通滤波处理，要求通带0≤f≤4kHz，通带衰减小于0.5dB，阻带4.5kHz≤f<∞，阻带衰减大于50dB，设采样频率Fs=20kHz。 （1）设计巴特沃斯模拟低通滤波器，求出Ha(s)的分子、分母多项式系数B和A，并画出幅频响应损耗函数曲线； （2）分别用脉冲响应不变法和双线性变换法设计IIR低通数字滤波器，求出Ha(z) 的分子、分母多项式系数Bz和Az，并画出幅频响应损耗函数曲线；

（3）采用窗函数法（分别用汉宁窗、哈明窗、布莱克曼窗函数）设计满足要求的FIR低通滤波器，并画出滤波器h(n)的波形及其幅频响应损耗函数曲线； （4）用频率采样法设计满足要求的FIR低通滤波器，并画出滤波器h(n)的波形及其幅频响应损耗函数曲线；

（5）用等波纹最佳逼近法设计满足要求的FIR低通滤波器，并画出滤波器h(n)的波形及其幅频响应损耗函数曲线；

2. 巴特沃斯模拟低通滤波器 2.1. MATLAB程序

wp=2*pi*4000; ws=2*pi*4500; Rp=0.5; As=50;

[N,wc]=but

淮北煤炭师范学院

2009届学士学位论文

基于MATLAB的数字滤波器设计

学院、 专业 物理与电子信息学院

电子信息科学与技术 研 究 方 向 基于MATLAB的数字滤波器设计 学 生 姓 名 耿 博 学 号 200513432024 指导教师姓名 邹 锋 指导教师职称 讲 师

2009 年 4 月 18

淮北煤炭师范学院2009届学士学位论文 基于MATLAB的数字滤波器设计

基于MATLAB的数字滤波器设计

耿 博

（淮北煤炭师范学院物理与电子信息学院 235000）

摘 要 随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为今一门极其重要的学科和技术领域。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。在数字信号处理应用中，数字滤波器十

实验八 用MATLAB设计FIR数字滤波器（二）

一、实验目的：

1、加深对窗函数法设计FIR数字滤波器的基本原理的理解。

2、学习用MATLAB语言的窗函数法编写设计FIR数字滤波器的程序。 3、了解MATLAB语言有关窗函数法设计FIR数字滤波器的常用函数用法。 二、实验原理：

1、用窗函数法设计FIR数字滤波器 FIR数字滤波器的系统函数为

H(z)=?h(n)z-n

n=0N-1这个公式也可以看成是离散LSI系统的系统函数

Y(z)b(z)H(z)===X(z)a(z)?bm=0Nk=1Mmz-m1+?akz-kb0+b1z-1+b2z-2+?+bmz-m= -1-2-k1+a1z+a2z+?+akz分母a0为1，其余ak全都为0时的一个特例。由于极点全部集中在零点，稳定和线性相位特性是FIR滤波器的突出优点，因此在实际中广泛使用。

FIR滤波器的设计任务是选择有限长度的h(n)，使传输函数H(ejω)满足技术要求。主要设计方法有窗函数法、频率采样法和切比雪夫等波纹逼近法等。本实验主要介绍窗函数法。

用窗函数法设计FIR数字滤波器的基本步骤如下：

（1）根据过渡带和阻带衰减指标选择窗函数的类型，估算滤波器的阶数N。 （2）由数字滤波