基于MATLAB数字滤波器的设计与仿真
[关键词:MATLAB,数字滤波器,仿真] [热度 ]提示:此毕业设计论文完整版包含【开题报告,任务书,论文,答辩稿】 作品编号:txgc0367,word全文:38页,合计:8600字 |
本文分总共分为三章。第一章介绍了滤波器的工作原理和MATLAB软件。第二章分别介绍巴特沃斯低通滤波器、切比雪夫低通滤波器,椭圆低通滤波以及椭圆滤波器;其中用双线性变换巴特沃斯低通滤波器以及脉冲不变法设计的切比雪夫I型数字滤波器来设计IIR,第三章分别介绍矩形窗、汉宁窗、海明窗、布拉克曼窗、凯泽窗、切比雪夫窗、三角窗;讨论了FIR的幅频和相频特性;采用汉宁窗来设计低通FIR和海明窗来设计多通FIR。
基于MATLAB的经典数字滤波器的仿真与设计主要是用MATLAB语言进行IIR和FIR滤波器的设计和实现。IIR滤波器的设计包括三部分:模拟低通滤波器设计,模拟-数字滤波器变换,滤波器的频带变换。FIR滤波器的设计包括三部分:线性相位FIR数字滤波器的条件和特点,常用窗函数及其MATLAB实现,用窗函数的设计FIR数字滤波器计以及MATLAB实现。
在模拟低通滤波器的设计中,分别讨论了巴特沃斯低通滤波器、切比雪夫I型低通滤波器、切比雪夫II型滤波器、椭圆低通滤波器等设计;在模拟-数字滤波器变换中,讨论了用脉冲响应不变法设计切比雪夫I型数字滤波器和用双线性变换法设计巴特沃斯数字滤波器。在FIR数字滤波器的设计中;分别讨论了矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗、凯泽窗、切比雪夫窗。三角窗,并结合MATLAB分别比较了各自特性;讨论了FIR滤波器的幅频特性(I型滤波器、II型滤波器、III型滤波器以及IV型滤波器)和零点特性;采用汉宁窗函数实现了FIR数字低通滤波器设计以及海明窗函数实现了FIR数字多通滤波器设计,并根据设计的不同技术要求,选择了不同的窗函数,并利用MATLAB提供的相关函数来设计实现FIR数字滤波器。
最后,IIR滤波器和FIR滤波器的比较。从性能上,IIR滤波器所用的存储单元小,计算量小,经济高效;缺点是具有非线性相位。FIR滤波器具有严格的线性相位,但阶数要求较高。从结构上,IIR滤波器稳定的条件为极点都在单位圆内且为递归结构。而FIR滤波器采用非递归结构,并可以采用快速傅里叶变换实现,具有较高的计算速度。从设计工具,IIR滤波器的设计可以借助于模拟滤波器,且具有有效的封闭形式的设计公式进行计算,计算量较小,对计算工具要求不高。FIR滤波器的设计要借助于窗函数给出的计算公式,对计算工具要求较高。IIR滤波器设计简单且主要设计具有片段常数的滤波器;FIR滤波器灵活多变,并且能应用于某些特殊的领域,具有更为广泛的应用。IIR和FIR滤波器有着各自的优缺点,应根据实际应用来选择。
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