数字滤波器的matlab仿真实现,FIR数字滤波器的设计及其在MATLAB中的仿真实现

电子科技２００４年第５期(总第１７６期)

ＦＩＲ数字滤波器的设计及其在ＭＡＴＬＡＢ中的仿真实现

闰晓艳傅丰林陈健阔永红

(西安电子科技大学通信工程学院，陕西两安７１００７１)

摘要介绍了ＦＩＲ数字滤波器的设计方法，以及ＭＡＴＬＡＢ工具箱中交互式信号处理工具——ｓＰＴ００１在滤波器设计中的应用。并以两个ＦＩＲ数字带通滤波器(中心频率分别是９０Ｈｚ和１５０Ｈｚ，带宽都是３０Ｈｚ)的设计为例，详细说明了采用ＬｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓＦＩｆ【准则、利用ｓＰＴｏｏｌ工具设计ＦＩＲ的步骤。所设计的滤波器通带内波纹小于Ｏ．２ｄＢ，阻带衰减大于４０ｄＢ。

关键词数字滤波器，有限冲激响应，ＭＡＴＬＡＢ，ｓＰｌ’ｏｏｌ。

中图分类号ＴＮ７１３＋．７

１引言

数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，它是通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。数字滤波器可以用软件或设计专用的数字处理硬件两种方式来实现。用软件来实现数字滤波器优点是：随着滤波器参数的改变，很容易改变滤波器的性能。

ＦＩＲ滤波器的设计，可以高级语言(如Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｃ语言)来实现，目前有许多现成的高级语言ＦＩＲ滤波器设计程序。在此，笔者使用ＭＡＴＬＡＢ中的交互式的信号处理：Ｉ：具ＳＰＴｏｏｌ更方便地设计ＦＩＲ滤波器，直接求取了滤波器的系数。

２ＦｌＲ滤波器简介

有限冲激响应(ＦＩＲ)滤波器的基本结构是一个分节的延时线，把每一节的输出加权累加，得到滤波器的输出。数学上表示为：

型

ｙ(，２)＝≥］五(，ｚ)工(，ｚ一＂ｚ)

ｍ＝Ｏ

结构如图１所示，用一条均匀间隔抽头的延迟线上对抽头信号进行加权求和构成。

根据上式，可以看出ＦＩＲ数字滤波器涉及到人量的卷积运算，使用常规硬件设计的基本部件包括延迟器、乘法器和加法器，实现时会占用大量的资

收稿日期：２００４－０３．２０源。用软件来实现时，它只是一段线性卷积程序。软件实现的优点是：系统函数具有可变性，仅信赖于算法结构，并且易于获得较理想的滤波性能。所以软件滤波在滤波器的使用中起到了越来越重要的作用。

－］！：ｒ—］！二１．ｌ！：厂●

ｒｈ(ｉｌＮｒ＾陀Ｊ１ｒ．…．．１ｒ＾ｍ－２Ｊ１ｒｈ｛ｎ—ｊ

图１ＦＩＲ数字滤波器直接实现形式

ＦＩＲ滤波器是有限长单位冲激响应滤波器，在结构上是非递归型的，Ｆ工Ｒ滤波器具有以下的优点：(１)可以在幅度特性随意设计的同时，保证精确、严格的线性相位；

(２)由于ＦＩＲ滤波器的单位脉冲响应ＩＩｚ(，ｚ)是有限长序列，因此ＦＩＲ滤波器没有不稳定的问题；

(３)由丁．ＦＩＲ滤波器一般为非递归结构，冈此在有限精度运算下，不会出现递归结构中极性震荡等不稳定现象，误差较小。

ＦＩＲ滤波器的缺点在于：对于相同的设计指标，ＦＩＲ滤波器所要求的阶数比ＩＩＲ滤波器高２～５倍，信号的延迟偏人。考虑到用高性能的ＤＳＰ或ＦＰＧＡ来实现，由于其处理速度快，此缺点是可以避免的。３用ＭＡＴＬＡＴ仿真工具来进行数字滤波器的设计

数字滤波器实际上是一个采用有限精度算法

万方数据

本文来自互联网用户投稿，文章观点仅代表作者本人，不代表本站立场，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处。 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请点击【内容举报】进行投诉反馈！