2025《基于MATLAB的数字滤波器的设计与实现》18000字.docxVIP

基于MATLAB的数字滤波器的设计与实现

目录

TOC\o1-3\h\u20431摘要 2

188601绪论 2

176092数字滤波器概述 5

28862.1数字滤波器的发展与现状 5

313622.2数字滤波器的基本概念与分类 6

261522.2.1 数字滤波器的基本概念 6

130132.2.2 FIR数字滤波器的基本结构 7

109802.2.3 IIR数字滤波器的基本结构 8

168092.3数字滤波器的性能指标 11

299382.4数字滤波器的研究意义与应用 12

222682.5本章小结 13

217893MATLAB软件概述 13

261553.1MATLAB发展概况 13

266603.2MATLAB功能与应用 13

318714基于MATLAB的数字滤波器的实现 16

9024.1IIR与FIR数字滤波器的分析比较 16

105864.2IIR与FIR数字滤波器的设计方法 16

12694（1）确定指标： 17

27754（2）逼近： 17

16200（3）实现 17

7154.2.1 IIR数字滤波器的设计方法 17

290204.2.2 FIR数字滤波器的设计方法 20

291964.3基于MATLAB设计数字滤波器的优势 21

255424.4基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计与仿真 22

267264.5本章小结 26

280475面向对象的IIR数字滤波器的实现 27

9385.1基于SPTool工具的IIR滤波器实现 27

298245.1.1 SPTool工具箱介绍 27

237375.1.2 利用SPTool工具箱设计滤波器[21] 28

141615.2基于Simulink工具的IIR滤波器实现 34

254615.3本章小结 39

26156总结 39

14225参考文献 41

摘要

文章详细地研究了利用MATLAB设计实际滤波器的过程，从FIR和IIR两种数字滤波器的结构差异和设计方法出发，基于一个实际滤波的指标要求：Ap=1，As=50，利用MATLAB软件自行设计一个混合输入信号，分别通过直接程序法、利用Sptool工具箱和Simulink仿真三种不同的方法设计出满足指标要求的数字滤波器并分别给出了实际滤波效果的仿真结果。

关键词：MATLAB；数字滤波器；IIR；Sptool；Simulink

1绪论

人自出生时起，就在源源不断的接收周围的各种信息，人脑也在无时无刻处理着各种信息；但在我们的实际生活中，我们所接收得到信息往往是各种信息的集合体，比如站在嘈杂的菜市场，各种摊位纷繁复杂的叫卖声同时传到了我们的耳朵；通话时对方话语间夹杂的汽车鸣笛声、机器轰鸣声等背景杂音；黑暗环境下拍摄的照片上充满的噪点……等等；这些噪音、噪点无一不阻碍着我们从中获取我们想要的信息。这些实际的需求催生了信号处理技术，并在几十年间不断推动者信号处理技术的发展。

“千里眼”，“顺风耳”这些词都显现着自古以来，人们就对远程快速获取信息的向往；从古代的烽火台到如今的移动电话机，信息的传递也越来越准确、自由、快速。通信技术的发展让以前的富人象征“大哥大”销声匿迹，平价的手机走进了每家每户，其早已成为人们日常生活不可或缺的一部分；以前人们学习、获取资料往往需要去书店阅读相应的资料、书籍，但现在的我们有知网，我们有百度，我们点击一下就能找到我们想要的各种资料。人们获取信息的途径变得越来越自由、越来越快捷。今天的这些，信号处理技术的贡献功不可没！

手机的变化也能反映出行业的发展。几年前我们在手机上还能见到3.5mm耳机接口，但现在已经几乎全部被更高效的C口取代，它们之间最大的区别就是C口输出的音频信号为纯数字信号，而不是以前3.5mm口输出的模拟音频信号。这个现象也反映了微电子行业的一个大趋势——模电技术正在被数字技术慢慢取代。

由于现在的电子产品大量使用数字技术来进行设计，周围产品内部通信用的都是数字信号，信号处理的目标也被离散信号取代，数字信号处理技术得到了飞速发展，计算机技术的发展也为数字信号处理提供了强有力的支撑。数字信号处理就是通过采样等手段把信号转化成序列，然后经过处理设备处理获得对人们有用的信息的操作，频谱分析，人像美颜，收音机降噪[1]等等都属于数字信号处理的范畴。

数字信号处理的出现有着很多早期人们对模拟域连续信号的处理所不能企及的长处：

精度高。

灵活性强。

可靠性强。

便于大规模