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文献综述 一、前言 数字滤波器具有稳定、重复性好、适应性强、性能优异、线性相位等优点。数字滤波器以冲激响应延续长度可分为两类：FIR滤波器 有限冲激响应滤波器 、IIR滤波器 无限冲激响应滤波器 。其中FIR滤波器的优点是：稳定性好，因为没有极点；精度高，因为它对以前的事件只有有限的记忆，积累误差小；易于计算机辅助设计，保证精度和线性相位。缺点是：要达到高性能，需要许多系数，要做较多的乘法操作，计算量大。而IIR滤波器的优点是：结构简单、系数少乘法操作少、效率高；与模拟滤波器有对应关系；可以解析控制，强制系统在特定点为零点；易于计算机辅助设计。缺点是：因为有极点，设计时要小心稳定性；因为它对以前的事件有长的记忆，易产生溢出、噪声、误差。 数字滤波器的设计一般都要经过3个步骤：确定指标、逼近和实现。 1 确定指标：在设计一个滤波器之前，必须首先确定一些技术指标，这些技术指标需要根据工程实际的需要来制定。指标的形式一般确定为频域中的幅度和相位响应； 2 逼近：确定了滤波器的技术指标后，就可以利用数学和DSP的基本原理提出一个滤波器模型来逼近给定的目标； 3 实现：我们得到了以差分或系统函数或冲激响应描述的滤波器，可以通过硬件或软件来实现。 FIR数字滤波器设计方法有窗函数、频率取样和切比雪夫等波纹优化设计方法：（1）窗函数法：窗函数法设计的基本思想是把给定的频率响应通过IDTFT Inverse Discrete Time Fourier Transform ，求得脉冲响应，然后利用加窗函数对它进行截断和平滑，以实现一个物理可实现且具有线性相位的HR滤波器的设计目的。其核心是从给定的频率特性，通过加窗确定有限长单位脉冲响应序列h n ；（2）频率取样法：频率取样法设计的基本思想是把给出的理想频率响应进行取样，通过IDFT从频谱样点直接求得有限脉冲响应；（3）优化设计法：FIR滤波器的优化设计采用“等波纹最佳一致逼近”理论，利用MATLAB 提供的remez函数实现Parks McClellan算法，设计滤波器逼近理想频率响应。所得到的最佳一致滤波器的频率响应具有等波纹特性。 MATLAB是由美国Mathworks公司开发的集数值计算、符号计算和图形可视化三大基本功能于一体的，功能强大、操作简单的语言是国际公认的优秀数学应用软件之一，被广泛应用于仿真技术、自动控制和数子信号处理等领域。 二、主题 《基于MATLAB的微机保护原理教学仿真平台》 、《基于MATLAB在信号与系统仿真中的应用》 、《基于MATLAB的IIR和FIR滤波器的滤波仿真教学体会》 、《MATLAB在信号与系统中的应用》 、《MATLAB软件在信号与系统实践教学中的意义》这几篇论文主要介绍了MATLAB在信号与系统仿真中的应用，并通过几个典型实例证实信号与系统以及相关课程中的许多问题可以应用软件来模拟处理，程序简洁，容易实现，对于提高实验教学效果起到了很好的辅助作用。其中《基于MATLAB的微机保护原理教学仿真平台》还重点介绍了按微机保护采集系统的基本原理、数据处理算法、保护算法，按积木式结构，构建了一种基于MATLAB的微机保护原理教学仿真平台。利用该平台，可充分发挥自主性和创造性，搭建保护模块，并可在Simulink环境下进行闭环仿真测试，观察保护内部元件的动作过程。并可进一步改进、完善保护性能或进行新保护原理的开发工作。 《基于MATLAB和DSP Builder的电网信号FIR滤波器设计》 、《基于Matlab/DSP—Builder的FIR滤波器设计与仿真》 、《FIR滤波器的MATLAB设计与DSP算法实现》 、《基于MATLAB和DSP的FIR数字滤波器的设计》 、《基于MATLAB和DSP实现的FIR数字低通滤波器》论文中主要通过一个64阶FIR滤波器设计与仿真，简单介绍了应用Matlab/DSP—Builder等工具软件联合设计的流程、方法和要点。并通过实例证实DSP芯片实现低通FIR数字滤波这种设计方法有诸多优点，除具有准确度高、执行速度快、不受环境影响等优点外，由于DSP芯片具有可编程特性，程序的可移植性好，灵活性强。实际应用时只需按要求修改滤波器参数，并对程序作较少的改动，即可实现不同截止频率的低通FIR滤波器，实用性较强。 《数字FIR滤波器的设计与实现》和《基于MATLAB的FIR滤波器设计及FPGA实现》在针对常用的软、硬件方法设计实现FIR滤波器存在的问题，提出采用MATLAB的窗函数方法设计并在FPGA上高速并行实现严格线性相位FIR滤波器的方案。其可以方便地调熬滤波器的阶数和系数，适合不同场合的应用。利用FPGA的高速度、高密度的特点，设计了高精度、高速度FIR数字滤波器．在设计上采用模块化结构，滤波器的系数和阶数可由类属