TOP16【毕业设计】FIR数字滤波器设计.doc文档免费在线阅读

为偶数为奇数图线性相位型结构这种结构在本质上是直接型，但乘法次数比直接型省了半。

频率采样型频率采样型结构是种用系数将滤波器参数化的种实现结构。

个有限长序列可以由相同长度频域采样值惟确定。

系统函数在单位圆上作等分取样就是单位取样相应的离散傅里叶变换。

与系统函数之间的关系可用内插公式表示性相位结构有偶对称和奇对称，不论为偶对称还是奇对称都有当为偶数时，系统函数为当为奇数时，系统函数为图滤波器的级联型结构该结构的优点调整零点比直接型方便。

缺点中的系数比直接型多，因而需要的乘法器多。

当的阶次高时，也不易分解。

线性相位型结构滤波器的线式中，为的变换，，，为实数。

级联型结构如图所示图滤波器的直接型结构直接型结构的优点简单直观，乘法运算量较少。

缺点调整零点较难。

级联型当需要控制滤波器的传输零点时，可将分解为实系数二阶因子的乘积形式表示这系统输入输出关系的差分方程为直接由差分方程可得出对应的网络结构如图所示数字滤波器的基本结构滤波器的基本结构有以下几种直接型级联型线性相位型频率采样型。

直接型设滤波器的单位冲击响应为个长度为的序列，则滤波器系统函数为性相位的充要条件是为实序列，并且对偶对称，即满足第二类线性相位的充要条件是为实序列，并且对奇对称，即。

称为相位特性。

线性相位是指相位函数满足如下特性或，是起始相位，为常数，般称第种情况为第类线性相位，称第二种情况为第二类线性相位。

满足第类线输函数满足要求。

线性相位条件对于长度为的，传输函数为式中，称为幅度特性，次多项式，它在平面上有个零点，原点是阶重极点，位于的单位圆内，系统永远稳定。

稳定性和线性相位特性是滤波器的突出优点。

滤波器的设计任务是选择有线长度的，使传高，其延迟也要比同样性能的滤波器大得多。

数字滤波器的线性相位条件设滤波器单位脉冲响应的长度为，系统函数为由此式可见，是的，在幅度特性可以任意设置的同时，保证了精确的线性相位。

稳定和线性相位是滤波器的突出优点。

另外还有以下特点设计方式是线性的硬件容易实现滤波器过渡过程具有有限区间相对滤波器而言，阶次较归化为数字滤波器设计基础数字滤波器的特点滤波器在保证幅度特性的同时，很容易做到严格的线性相位特性。

在数字滤波器中，滤波器的最主要特点是没有反馈回路，故不存在不稳定的问题同时许的最小衰减用表示，和分别定义为式中均假定已被设计线性相位数字滤波器。

数字滤波器的参数指标是和。

和分别称为通带截止频率和阻带截止频率。

通带和阻带内允许的衰减般用分贝数表示，通带内允许的最大衰减用表示，阻带内允频率成分的衰减情况，相频特性则反映各频率成分通过滤波器后在时间上的延时情况。

通常，选频滤波器的指标要求都以幅频特性给出，对相频特性不作要求，如果需要对输出波形有严格要求，如语音合成波形传输等，则要求是无限延续的。

数字滤波器设计指标设数字滤波器的传输函数用下式表示式中，为幅频特性，为相频特性。

幅频特性表示信号通过滤波器后各频是无限延续的。

数字滤波器设计指标设数字滤波器的传输函数用下式表示式中，为幅频特性，为相频特性。

幅频特性表示信号通过滤波器后各频率成分的衰减情况，相频特性则反映各频率成分通过滤波器后在时间上的延时情况。

通常，选频滤波器的指标要求都以幅频特性给出，对相频特性不作要求，如果需要对输出波形有严格要求，如语音合成波形传输等，则要求设计线性相位数字滤波器。

数字滤波器的参数指标是和。

和分别称为通带截止频率和阻带截止频率。

通带和阻带内允许的衰减般用分贝数表示，通带内允许的最大衰减用表示，阻带内允许的最小衰减用表示，和分别定义为式中均假定已被归化为数字滤波器设计基础数字滤波器的特点滤波器在保证幅度特性的同时，很容易做到严格的线性相位特性。

在数字滤波器中，滤波器的最主要特点是没有反馈回路，故不存在不稳定的问题同时，在幅度特性可以任意设置的同时，保证了精确的线性相位。

稳定和线性相位是滤波器的突出优点。

另外还有以下特点设计方式是线性的硬件容易实现滤波器过渡过程具有有限区间相对滤波器而言，阶次较高，其延迟也要比同样性能的滤波器大得多。

数字滤波器的线性相位条件设滤波器单位脉冲响应的长度为，系统函数为由此式可见，是的次多项式，它在平面上有个零点，原点是阶重极点，位于的单位圆内，系统永远稳定。

稳定性和线性相位特性是滤波器的突出优点。

滤波器的设计任务是选择有线长度的，使传输函数满足要求。

线性相位条件对于长度为的，传输函数为式中，称为幅度特性，称为相位特性。

线性相位是指相位函数满足如下特性或，是起始相位，为常数，般称第种情况为第类线性相位，称第二种情况为第二类线性相位。

满足第类线性相位的充要条件是为实序列，并且对偶对称，即满足第二类线性相位的充要条件是为实序列，并且对奇对称，即。

数字滤波器的基本结构滤波器的基本结构有以下几种直接型级联型线性相位型频率采样型。

直接型设滤波器的单位冲击响应为个长度为的序列，则滤波器系统函数为表示这系统输入输出关系的差分方程为直接由差分方程可得出对应的网络结构如图所示图滤波器的直接型结构直接型结构的优点简单直观，乘法运算量较少。

缺点调整零点较难。

级联型当需要控制滤波器的传输零点时，可将分解为实系数二阶因子的乘积形式式中，为的变换，，，为实数。

级联型结构如图所示图滤波器的级联型结构该结构的优点调整零点比直接型方便。

缺点中的系数比直接型多，因而需要的乘法器多。

当的阶次高时，也不易分解。

线性相位型结构滤波器的线性相位结构有偶对称和奇对称，不论为偶对称还是奇对称都有当为偶数时，系统函数为当为奇数时，系统函数为对这两种情况，都可以用直接型实现，其信号流图如图所示。

为偶数为奇数图线性相位型结构这种结构在本质上是直接型，但乘法次数比直接型省了半。

频率采样型频率采样型结构是种用系数将滤波器参数化的种实现结构。

个有限长序列可以由相同长度频域采样值惟确定。

系统函数在单位圆上作等分取样就是单位取样相应的离散傅里叶变换。

与系统函数之间的关系可用内插公式表示用仿真对窗函数设计的低通滤波器进行滤波低通滤波器的仿真模块图如下所示输入信号数字滤波器参数设置已知滤波器的阶数。

本例中，首先在中选择在选项中选择，接着在选项中选取指定项中的为采样频率，截止频率。

设置完以后点击窗口下方的，在窗口上方就会看到所设计滤波器的幅频响应和相频响应曲线。

设计界面如下图所示信号源参数设置三个信号源的频率分别是运行仿真，得波形如下图所示信号波形信号波形信号波形滤波前的叠加波形滤波后波形由上图可知，叠加后通过截止频率为的低通滤波器，输出与信号波形相似，其它的高频被阻隔。

频率采样法设计数字滤波器对理想滤波器的系统函数进行频率采样以得到系统的理想频响的等间隔采样值。

实际上是所要求的滤波器的单位采样响应的离散傅里叶变换，如下试为了减小的通带边缘由于抽样点的变化而引起的起伏振荡，可以增加过渡点，加宽过渡带以减小通带的起伏。

每个抽样值产生个与成正比，并位移的频率响应，而与内插函数的线性组合就是滤波器的频率响应，增加点过渡可以使阻带衰减提高到，二点过渡衰减，三点过渡衰减如果不能使过渡带太宽，同时要求增大阻带衰减，可以增加取样点数，但这样会增加计算量延时和误差。

频率取样型滤波器设计步骤给定理想滤波器频率响应。

根据过渡带宽和阻带衰减确定过渡点数和的长度。

由计算得到设计实例率采样法设计个带通滤波器，满足低阻带边缘低通带边缘高通带边缘高阻带边缘。

设计过渡带中的频率样本值为和，取，。

设计程序如下，实验得幅频相频特性如下图所示最优化方法设计数字滤波器信号处理工具箱提供了通用的工具函数和，采用不同的优化方法可以设计最优滤波器和多频带滤波器。

是和函数的扩展，其基本设计准则是利用最小二乘法使期望的频率响应和实际的频率响应之间的整体误差最小。

函数则利用算法设计线性相位滤波器。

该算法能使期望频率响应和实际频率响应之间的最大误差最小。

函数设计的滤波器在频率响应上出现等波纹，因此也叫等波纹滤波器。

函数调用的语法规则相同。

。

其调用格式为ⅠⅡ，Ⅲ，Ⅳ