基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计与仿真(答辩PPT).pptx

1、 基于基于MATLAB的的FIR数字滤波器的设计与仿真数字滤波器的设计与仿真答答答答辩辩人人人人:XXXXXX导导 师师:XXXXXX专专 业业:电电子信息工程子信息工程子信息工程子信息工程08级毕业论文答辩级毕业论文答辩目目 录课题研究背景课题研究背景主要设计方法主要设计方法仿真验证仿真验证结论结论12341课题研究背景研究背景 在当下电子设备高度集成化在当下电子设备高度集成化和数字化的大背景下，传统模拟和数字化的大背景下，传统模拟滤波器已经很难满足科研和生产滤波器已经很难满足科研和生产中对精度、效率、灵活性和可靠中对精度、效率、灵活性和可靠性的要求，所以，数字滤波器的性的要求，所以，数字滤

2、波器的设计和研究显得至关重要。设计和研究显得至关重要。2主要研究内容主要研究内容 本文主要研究的是数字滤波本文主要研究的是数字滤波器中的有限冲激响应（器中的有限冲激响应（FIR）滤）滤波器，文中分别采用三种方法进波器，文中分别采用三种方法进行设计，并进行对比分析，最后行设计，并进行对比分析，最后利用利用Simulink仿真建模验证。仿真建模验证。3主要研究内容主要研究内容理想低通理想低通滤波器的波器的频率特性率特性图图 2-14实际低通低通滤波器的波器的频率特性率特性主要研究内容主要研究内容图图 2-35主要主要设计方法方法一、一、窗函数法：窗函数法：理想滤波器的单位冲激响理想滤波器的单位冲激

3、响应应h(n)是无限长的，而为了构是无限长的，而为了构造一个有限冲激响应造一个有限冲激响应(FIR)滤波滤波器，只有将原有的器，只有将原有的h(n)截取一截取一段，为了减少误差，就要选择段，为了减少误差，就要选择不同的截取函数对信号进行截不同的截取函数对信号进行截短，这种截取函数就称为窗函短，这种截取函数就称为窗函数。数。6 常用窗函数参数表常用窗函数参数表主要主要设计方法方法表表 3-17主要主要设计方法方法窗函数法设计流程图窗函数法设计流程图图图 3-48主要主要设计方法方法用窗函数法设计低通滤波器用窗函数法设计低通滤波器通带频率通带频率0.25rad，阻带频率阻带频率0.30rad，阻带

4、衰减，阻带衰减50dB阻带衰减阻带衰减50dB，所以选用海明窗，所以选用海明窗9主要主要设计方法方法（a）（b）（c）（d）图图 3-510主要主要设计方法方法二、二、频率采样法频率采样法 频率采用法是对是对希望频率采用法是对是对希望逼近的滤波器逼近的滤波器h1(n)在频域在频域w=0到到2k之间等间隔采样之间等间隔采样N点，然点，然后进行离散傅里叶变换得到所后进行离散傅里叶变换得到所求滤波器的单位冲激响应求滤波器的单位冲激响应h2(n)。11主要主要设计方法方法频率采样法设计流程图频率采样法设计流程图图图 3-912主要主要设计方法方法 用频率采样法设计低通滤用频率采样法设计低通滤波器，其理

5、想特性为：波器，其理想特性为：通带频率通带频率0wp/3 阻带频率阻带频率/3ws 采样点采样点N=33 理论过渡带宽度理论过渡带宽度=2/N13运行结果运行结果主要主要设计方法方法（a）（b）（c）图图 3-1014主要主要设计方法方法三、三、等波纹最佳逼近法等波纹最佳逼近法 等波纹最佳逼近法是一种等波纹最佳逼近法是一种优化设计法，它克服了窗函数优化设计法，它克服了窗函数法和频率采样法的缺点，使最法和频率采样法的缺点，使最大误差（即波纹的峰值）最小大误差（即波纹的峰值）最小化。可以直接使用化。可以直接使用MATLAB信信号处理工具箱函数号处理工具箱函数remez来对其来对其进行设计。进行设计

6、。15主要主要设计方法方法下面用下面用remez函数设计一个函数设计一个27阶阶的的FIR低通滤波器，低通滤波器，n=27，通带截止频率为，通带截止频率为0.2，通带波纹最大为通带波纹最大为0.04，阻带截，阻带截止频率为止频率为0.3，阻带波纹最大，阻带波纹最大为为0.02。16运行结果运行结果主要主要设计方法方法图图 3-1317 四、最后使用四、最后使用MATLAB中的中的Simulink组件来搭建一个窗函数法组件来搭建一个窗函数法FIR低通滤波器的模型，模型如下低通滤波器的模型，模型如下：仿真仿真验证图图 4-118 对其中的对其中的FDA Tool进行参进行参数设置，具体设置如下数设置，具体设置如下：仿真仿真验证图图 4-219仿真仿真验证模块运行结果模块运行结果（a）20仿真仿真验证（b）21仿真仿真验证（c）22结 论1、窗口设计法概念清楚，但临界频、窗口设计法概念清楚，但临界频率难以控制；率难以控制；2、频率采样法克服了窗函数设计法、频率采样法克服了窗函数设计法临界频率不易控制的缺点，但不能临界频率不易控制的缺点，但不能确保截止频率的自由取值；确保截止频率的自由取值；3、等波纹最佳逼近法在相同阶数下，、等波纹最佳逼近法在相同阶数下，可以获得更好的频率特性和衰减特可以获得更好的频率特性和衰减特性，但通带不平滑。性，但通带不平滑。