基于图形可视化Wintool和FDAtool的FIR滤波器设计.docVIP

基于图形可视化Wintool和FDAtool的FIR滤波器设计 　　摘 要： 在大数据背景时代下，数据处理工具显得尤为重要，其中Matlab就是数据处理的一种有效的分析工具。Matlab具有强大的函数功能，可以通过编写M文件进行滤波器设计，同时可以通过图形可视化工具FDAtool和WINtool对系统阶次、窗函数类型、采样频率等参数的设置来设计系统。在可视化界面中可以很快捷地得到系统频谱图和时域特性图，便于用户进行系统稳定性分析，还可以将系统参数导出并保存为其他可处理的格式，从而方便用户在其他平台进一步进行系统设计和开发。 　　关键词： 滤波器设计； FDAtool； WINtool； 窗函数类型 　　中图分类号： TN911?34； G642 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）24?0004?03 　　Design of FIR filter based on graph visualization Wintool and FDAtool 　　YAN Lihong， ZHANG Lefang， MA Xiaoqing 　　（College of Information Engineering， Xi’an Eurasia University， Xi’an 710065， China） 　　Abstract： In the background of big data， the data processing tool becomes particularly important， in which Matlab is an effective analysis tool. Matlab has powerful function performance， and can used to design the filter by compiling M?file. The configuration of system order， window function type and sampling frequency is conducted by graph visualization FDAtool and WINtool in Matlab toolbox to design the system. The system spectrogram and time?domain characteristic diagram can be quickly obtained in visual interface， which is easy for users to analyze system stability. The system parameters can be derived and saved as other processable formats， which is convenient for customers to further design and develop the system in other platforms. 　　Keywords： filter design； FDAtool； Wintool； window function type 　　信号处理中最主要的应用就是滤波器设计，其设计的好坏关乎系统的可用性。而滤波器设计的目的是要进行数据序列的频率改变，可通过设置采样频率进行相应频率成分信号的提取，或设计具有某一特定的通带波纹（Passband Ripple）、阻带衰减（Stopped Attennation）或暂态宽度（Transition Width）的滤波器。为了能更好地设计符合指标的滤波器，可采用Matlab中的函数进行编写，也可以采用图形可视化工具进行设计。本文主要讲述使用FDAtool和Wintool可视化工具进行FIR滤波器的设计，该设计方法具有直观、简单的效果。 　　1 FIR滤波器设计原理 　　假设离散线性系统的输入序列与输出序列分别为x（n），y（n），则可以用以下方程表述输入输出之间的关系[1?2]： 　　[y（n）=i=0Mbix（n-i）-i=1Naiy（n-i）] （1） 　　通过对式（1）进行z变换，则有系统函数： 　　[H（z）=Y（z）X（z）=i=0Mbiz-i1+i=1Naiz-i] （2） 　　设计数字滤波器也就是设计H（z）表达式中的各项系数[ai，bi]。当H（z）表达式中分母上的各项系数均等于零时，即为有限脉冲响应FIR滤波器，则式（2）变为： 　　[H（z）=i=0Mbiz-i] （3） 　　通常在设计滤波器时是通过给定的指标去逼近理想的滤波器，理想（或称为“