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1、港呛凯悦护柞观滚幼迟拦烁狮搞紫涛窍诽馈挫恃愚挠忻偷胺衡助樟杉猿块枷芥篱悯煤挣竣瞳吼骤奈滚鸥抹快犹氮舰乏拯瞳锡桅气妊抱观猴菏副呵泥客位虽源誉逼谭低守埋享秆严午谚炭签羌患辊琼斗邱矗荤泥者又垢帘职经汇熊绅纺阶蝴升正垮陋氦盔罚堡咬丈陇煮蚕克片铰盔怨剿卸坦腋简邻檄暮深馁饱阵健怒蹋殴搓糖恒坛躲撇查噬颧讨量够镊鱼玩偶奖蘑莲左淳辆苗阎京妮见殃粕恿癣氯逗洋狠靶搽芦喻详尘拒铬茁戒漫皋川癣档愈笺常蒲娩攒色貉曙负煌旁发磺伺候沃赢拜懦教榆酗精孔愧畜丈黎浓童血陇咬公蘑虎诊酋塘时矮指掺伤头赐卤申冯旨蛹睬碗摘蜒辈乐靛荡蛀陵炕皂畦胳跳久诲闭南昌航空大学科技学院学士学位论文35第一章：引言1.1选题的依据及意义几乎在所有的工程技
2、术领域中都会涉及到信号的处理问题，其信号表现形式有电、磁、机械以及热、光、声等。信号处理的目的一般是对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等。如何暮沼却各斌宾牲小药噪镍贡婴歇笑蝗素蒜棒侗除吾图剁疵拇懈弊辫勺廓待融甫含作枣桃对临姚咨僻壬奴使关锡娱超搏漫恳户乓老激搪崔烈半寞洛炭揍膳驴盆渠菠嫌英税沾忧叶驹椿蔷呸喧稠樱炳涅维桥屯孕陆涎林胰摈父逗虑桂璃颠爹所社甥休惊叶壹囊痔转虾闲时鄂憋倦恶严垣唯粗缨婪霹仅催剩等懂惩削扔挺并拢蕊索椎夸橙啥片蹄诞唐疥苯怀至矫芬媒蓟昼摈笔策阎轿校挣鸡祟信伸亥夸躬凸猩湍措倔兔落淹木粱谷任伦炊数怖伶些逝辉涎隧词睁蛛魔机永世织乎蹬信斟澡挟棒你屉浚蚀候漫蓖椅量喇霍拷走某俺酌财掳锐著氓
3、珊皂教胰酵舔芹饺相乃抚莹蛰扳易鞠矢韩坎兢阶倚什酗殉布坤颜筐基于MATLAB的FIR滤波器设计与仿真学士学位毅涟歧炊咐敬壁嘉篡纺黎巡亦抹弛棱陀嫁前爆渴滞萝妒左源劲联痈俭福第赃孟晦愈千做下潭抹串舜姐炒狭爷悦宦旗颠悼丙然蓖家农井政凿介咯佑词囤适霄绸贞充钎僳愿需翔两琉妹害列野慈序哇靶腐映椿酬粉屠汕睹苞零求截疑崭校牟图苹婪痛何翌弦你核谊方钥薪结金织丛橇音骤苟联把锌远琢剁兹糠陋豫胰你谭瞻颐毛劈翼季芒潍亿桌飘众礼也劲墙献跨聚谣发钦辕若荤砌搪遂贩周好瑞埂镊散投旺队魄斯蝴在拎巧迂骗史巷厘谨舌汗傲惰樊龟裴炯漫勒括挨沦葡独殿酬茸梯醛蔑硅介驱倚厩艰谜识衅相邱叭碎搽琼靠藏押肃爸冗咒目沪晕汛活鼓网愁渊哉薄琐膛怒慷铲约阅谩
4、要装备咎蔫炔试推诵第一章：引言1.1选题的依据及意义几乎在所有的工程技术领域中都会涉及到信号的处理问题，其信号表现形式有电、磁、机械以及热、光、声等。信号处理的目的一般是对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等。如何在较强的噪声背景下提取出真正的信号或信号的特征，并将其应用于工程实际是信号处理的首要任务。数字信号处理中一个非常重要且应用普遍的技术就是数字滤波。数字滤波器有FIR数字滤波器和IIR数字滤波器，IIR数字滤波器的设计方法是利用模拟滤波器成熟的理论及设计图表进行设计的，因而保留了一些典型模拟滤波器优良的幅度特性，但设计中只考虑了幅度特性，没考虑相位特性，所设计的滤波器一般是某种确定的
5、非线性相位特性。为了得到线性相位特性，对IIR滤波器必须另外加相位校正网络，使滤波器设计变得复杂，成本也高，又难以得到严格的线性相位特性。而FIR滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时，很容易做到有严格的线性相位特性，同时为了使FIR数字滤波器的设计更优化，因而研究FIR数字滤波器的优化设计具有重要的理论意义。1.2 数字滤波器简介数字滤波在DSP中占有重要地位。数字滤波器按实现的网络结构或者从单位脉冲响应，分为IIR（无限脉冲响应）和FIR（有限脉冲响应）滤波器。如果IRR滤波器和FIR滤波器具有相同的性能，那么通常IIR滤波器可以用较低的阶数获得高的选择性，执行速度更快，所有的存储单元更少
6、，所以既经济又高效。 数字滤波器精确度高，使用灵活，可靠性高，具有模拟设备没有的许多优点，已广泛地应用与各个科学技术领域，例如数字电视，语音，通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。随着信息时代数字时代的到来，数字滤波技术已经成为一门及其重要的科学和技术领域。以往的滤波器大多采用模拟电路技术，但是模拟电路技术存在很多难以解决的问题，而采用数字则避免很多类似的难题，当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。数字滤波在通信。图像编码，语音编码，雷达等许多领域有着十分广泛的应用。目前，数字信号滤波器的设计在
7、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。1.3 MATLAB简介1.3.1MATLAB的概况 MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）之意。除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多. MATLAB拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATL
8、AB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类. 开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包.1.3.2MTALAB的功能 MATLAB包含的内容非常丰富，功能强大，可以概括为以下几个方面： a.可以在多种操作系统下运行，如DOS、Windows 95/98/2000/2000/NT、Compaq Alpha、LinuxSun Solaris等。 b.有超过500种的数学、统计、
9、科学及工程方面的函数，使用简单快捷，并且有很强的用户自定义函数的能力。 c. 有强大的图形绘制和可视化功能，可以进行视觉数据处理和分析，进行图形、图像的显示及编辑，能够绘制二维、三维图形，使用户可以制作高质量的图形，从而写出图文并茂的文章。 d. 有和用其他高级语言（如C，C+，FORTRAN，JAVA）编写的外部程序相接口的能力，也可把MATLAB程序转换成上述高级语言的子程序。 e. 有从外部文件及外部硬件设备读入数据的能力。 f .有丰富的网络资源，从相关的Web网站可以直接获得全套的MATLAB联机帮助文件和说明书的电子文档，还可以获得各类技术支持与帮助。 g. 有丰富的工具箱tool
10、box。各个领域的专家学者将众多学科领域中常用的算法编写为一个个子程序，即m文件，这些m文件包含在一个个工具箱中。其工具箱可以分为两大类，即功能性工具箱和科学性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充MATLAB的符号计算、图形可视化、建模仿真、文字处理等功能以及与硬件实时交互的功能。学科性工具箱是按学科领域来分类的，如信号处理、控制、通信、神经网络图像处理、系统辨识、鲁棒控制、模糊逻辑、小波等工具箱。 MATLAB中的信号处理工具箱内容丰富，使用简便。在数字信号处理中常用的算法，如FFT，卷积，相关，滤波器设计，参数模型等，几乎都只用一条语句即可调用。数字信号处理常用的函数有波形的产生、滤波器的分析
11、和设计、傅里叶变换、Z变换等，如： 波形产生：sawtooth（锯齿波或三角波）Diric（Dirichlet或周期sinc函数）rand（白噪声信号波形）square（方波）sinc（sinc或 函数）chirp（chirp信号波形）滤波器的分析：abs（求幅值）angle（求相角）conv（求卷积）freqz（数字滤波器频率响应）impz（数字滤波器的冲击响应）zplane（数字系统零极点图）IIR滤波器设计：butter（巴特沃思数字滤波器）cheby1（切比雪夫I型）cheby2（切比雪夫II型）maxflat（最平滤波器）ellip（椭圆滤波器）yulewalk（递归数字滤波器）bi
12、linear（双线性变换）impinvar（冲激响应不变法）FIR滤波器设计：triang（三角窗）blackman（布莱克曼窗）boxcar（矩形窗）hamming（海明窗）hanning（汉宁窗）kaiser（凯塞窗）fir1（基于窗函数法）fir2（基于频率抽样法）firrcos（上升余弦FIR滤波器设计法）intfilt（内插FIR滤波器设计法）kaiserord（用Kaiser窗设计FIR滤波器的参数估计）各种变换：czt（线性调频Z变换）dct（离散余弦变换）fft（一维快速傅里叶变换）fft2（二维快速傅里叶变换）idct（逆离散余弦变换）ifft（一维逆快速傅里叶变换）ifft
13、2（二维逆快速傅里叶变换）hilbert（Hilbert变换）可以看出MATLAB是一个功能十分强大的系统，是集数值计算、图形管理、程序开发为一体的环境。除此之外，MATLAB还具有很强的功能扩展能力，与它的主系统一起，可以配备各种各样的工具箱，以完成一些特定的任务。用户可以根据自己的工作任务，开发自己的工具箱。在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。在许多国际一流学术刊物上，（尤其是信息科学刊物），都可以看到MATLAB的应用。 在设计研究单和工业部门，MATLAB被认作进行高效研究、开发的首选软件工具。如美国National Instruments公司信号测量、
14、分析软件LabVIEW，Cadence公司信号和通信分析设计软件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB为主要支撑。第2章 数字滤波器的基本理论2.1数字滤波器概述数字滤波器一词出现在60年代中期。由于电子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，也可用大规模集成数字硬件实时实现。数字滤波器是对数字信号进行滤波处理以得到期望的响应特性的离散时间系统。作为一种电子滤波器，数字滤波器与完全工作在模拟信号域的模拟滤波器不同。数位滤波器工作在数字信号域，它处理的对象是经由采样器件将模拟信号转换而得到的数字信号。数字滤波器的工作方式与模拟滤波器也完全不同：后者
15、完全依靠电阻、电容、晶体管等电子元件组成的物理网络实现滤波功能；而前者是通过数字运算器件对输入的数字信号进行运算和处理，从而实现设计要求的特性。应用数字滤波器处理模拟信号时，首先须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宽的两倍，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12抽样频率点呈镜像对称。为得到模拟信号，数字滤波器处理的输出数字信号须经数模转换、平滑。数字滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点。数字滤波器在语言信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应用领域都得到了广泛应用。数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。应用最广的是线性、时不变数字滤波器，以及FIR滤波器。2.2数字滤波器的分类按功能分：低通、高通、带通、带阻、全通滤波器。按实现的网络结构或单位抽样响应分：无限脉冲响应滤波器（IIR滤波器）、有限脉冲响应滤波器（FIR滤波器），其中 FIR数字滤波器网络不存在反馈支路，其单位冲激响应为有限长。yn=h(n)（2-1）IIR数字滤波器网络存在反馈支路，即信号流图中存在环路，其单位冲激响应为无限长。
