(毕业论文   页数:33字数:11286)摘 要: 数字滤波器是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置。其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。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。本文针对在实际设计中要大量应用数字滤波器这一现实，对数字滤波器的基本理论、性能特点、设计方法进行了全面的分析，特别是对有限冲击响应数字滤波器(FIR)的设计进行了深入的探讨。介绍了滤波器的定义、分类、滤波器的设计和实现方法。在设计方法中介绍了数字滤波器设计的基本步骤和MATLAB设计。主要研究了FIR数字滤波器的设计原理及常用的三种设计方法:窗函数法、频率抽样法、切比雪夫逼近法，并通过具体实例进行仿真分析。
关键词:滤波器设计；纹波；过渡带

ABSTRACT
Digital wave filter is a kind of installation that forms by digital multiplier, adder and the unit of delay time. Its function is to carry out operational handling for inputting the digital code of dispersed signal in order to reach the purpose that changes signal frequency spectra. Because of the development of the computer technical circuit of large scale integration digital wave filter can already realize with computer software, can also realize with the digital hardware real time of large scale integration. Digital wave filter is a dispersed time system. As digital filters, in particular FIR filters, are widely used in modern designs, this dissertation comprehensively anglicized fir’s basic theory, characters and design methodologies. It is introduce the digital filter’s definition, classification and the designed method of the filter. The designed method of the digital filter introduced the basic step and designed with the MATLAB. In the thesis, the design theory and three usual design ways of FIR digital filter are studied. They are window functions; frequency sampling technique and chebyshev equal ripple approach designs. Analyze experimental results by some material examples.

Keywords: Design of Digital Filter; Contradiction of Ripple; Transition Band

摘 要 I
ABSTRACT II
1 引　言 1
2 数字滤波器简介 2
3 数字滤波器设计方法 5
3.1 数字滤波器设计的基本步骤 5
3.2 滤波器的MATLAB设计 6
4 FIR数字滤波器的MATLAB设计 8
4.1 窗函数设计FIR滤波器 8
4.2 频率取样法设计FIR滤波器 14
4.3 切比雪夫逼近法设计FIR滤波器 20
5 结 论 27
谢 辞 28
参考文献 29

1 引　言
随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理己成为当今一门极其重要的学科和技术领域。数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。数字滤波器是数字信号处理的重要基础，在对信号的滤波、检测及参数的估计等信号应用中，数字滤波器是使用最为广泛的一种线性系统。
在许多数字信号处理系统中，FIR滤波器是最常用的组件之一，它完成信号预调、频带选择和滤波等功能。FIR滤波器在截止频率的边沿陡峭性能虽然不及IIR滤波器，但是，考虑到FIR滤波器严格的线性相位特性和不像IIR滤波器存在稳定性的问题，FIR滤波器能够在数字信号处理领域得到广泛的应用。
本文主要研究了FIR数字滤波器设计方法，从数字滤波器的概念及基本原理的分析，得出数字滤波器设计的基本步骤，并探究了常用的三种设计方法:窗函数法、频率抽样法、切比雪夫逼近法,找出设计方法存在的问题。并提出了一些解决方案。
2 数字滤波器简介
数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。可以设计系统的频率响应，让它满足一定的要求，从而对通过该系统的信号的某些特定的频率成分进行过滤，这就是滤波器的基本原理。如果系统是一个连续系统，则滤波器称为模拟滤波器。如果系统是一个离散系统，则滤波器称为数字滤波器。
信号 通过线性系统后，其输出 就是输入信号 和系统冲激响应 的卷积。除了 外， 的波形将不同于输入波形 。从频域分析来看，信号通过线性系统后，输出信号的频谱将是输入信号的频谱与系统传递函数的乘积。除非 为常数，否则输出信号的频谱将不同于输入信号的频谱，某些频率成分 较大的模，因此， 中这些频率成分将得到加强，而另外一些频率成分 的模很小甚至为零， 中这部分频率分量将被削弱或消失。因此，系统的作用相当于对输入信号的频谱进行加权。
线性系统对信号频谱的这种加工，可以有意识地用来按照人们的需要改变信号的频谱结构。这就是所谓频率滤波，是信号处理的一种方法。此时，人们也往往称此系统为滤波器。
由于计算机和人规模集成电路技术的进步，依靠传统的模拟电路来实现的电子系统已不适应。现在都在开始采用数字化技术，传统的模拟滤波器，正在被数字滤波器所代替，数字滤波器的输入是个数字序列，输出是另一个数字序列。从本质上说它只是一个序列的运算加工过程.但另方面因为它是一个离散系统，而一个离散系统具有一定的频率响应特性，适当地控制离散系统结构使其频率特性满足一定的要求，就可以起到和模拟滤波器同样的作用。但数字滤波器却具有精度高，可靠性强，灵活性大，适应范围广(在甚低频范围)，快速等优点。而且可以分时复用，同时处理若干不同信号，因此已得到越来越广泛的应用。