基于Matlab的FIR数字滤波器设计方案

时间:2022-03-17作者:佚名

本文先介绍FIR数字滤波器的相关概念,并利用MATLAB中的FDA TOOL工具箱和Simulink工具进行FIR带通数字滤波器的设计,给出了基于Matlab的FIR数字滤波器设计方案。最后通过建模和仿真证明,本方案中设计的滤波器能够快速有效组成的常规数字滤波器, 实现不同截止频率的FIR滤波器,极大地减轻了工作量,实用性较强。

0 引言

随着信息时代数字化、智能化和网络化的发展,数字信号处理已成为一门极其重要的学科和研究热点,并且数字滤波技术作为该领域的一个重要组成部分得到了日益广泛的重视。

相对于IIR数字滤波器,FIR滤波器以其线性相位的极大优势得到了更加长足的发展。数字滤波器可以用硬件或软件两种方式来实现,而后者的优点是可以通过改变滤波器参数去调整整体性能,而MATLAB所提供的信号处理工具箱具有强大的函数功能,它不仅可以用来设计数字滤波器,还可以使设计达到最忧化,因此它成为了FIR数字滤波器设计的强有力的工具。

1.FIR数字滤波器

1.1 FIR滤波器的系统函数

FIR数字滤波器是一种非递归系统,其冲激响应h(n)是有限长序列,其系统函数的一般形式为:

在上式中,h(n)是因果序列,H(z)是z1的N-1次多项式,仅在Z=0处有N-1阶极点,在其它地方没有极点,有N-1个零点处在有限Z平面内的任何位置上。FIR系统的基本结构有直接型和级联型,在雷达信号处理中作为相关器和对消器等获得了广泛的应用。

1.2 FIR滤波器的设计过程

数字滤波器的设计过程为:

1)按照实际需要,确定滤波器的性能要求。通常(但不总是)是在频域中给定数字滤波器的性能要求,一般为幅度和相位响应,即技术指标。

2)寻找满足预定性能要求的离散时间线性系统,即用一个因果稳定的系统函数去逼近给定的性能要求,以确定滤波器系数。

3)用有限精度的运算实现所设计的系统。

这里包括选择运算结构,对滤波器的系数、输入变量、中间变量和输出变量量化到固定字长。

4)通过模拟,分析其频率特性和相位特性,验证所设计的系统是否符合给定性能要求。

2.MATLAB相关工具介绍

2.1 FDATOOL工具箱

FDATOOL是Matlab软件中提供滤波器设计的专门工具箱,可以设计几乎所有的常规滤波器,其界面总共分两大部分,如图1所示。

界面上半部分是特性区,用来显示滤波器的各种特性。

界面下半部分是Design Filter,用来设置滤波器的设计参数,主要分为:ResoponseType(滤波器类型)选项、Design Method(设计方法)选项、Filter Order(滤波器阶数)选项、Frenquency Specifications(频率特性)选项和Magnitude Specifications(幅度特性)选项。

相关阅读

牛商争霸中段总结,明亮照明前来争锋

2020年9月5日至6日河南牛商争霸赛中段总结会成功举办, 郑州明亮照明 工程有限公司的荆明慧总经理担任此次活动的总裁,她的辛苦组织让我们的会议能够顺利的进行,给我们提供了一...
2022-10-06
牛商争霸中段总结,明亮照明前来争锋

宁波LED照明产业规模达200多亿 仅次广州深圳

从最近召开的政府(国有)投资项目与本地LED生产企业信息对接会上获悉,2014年宁波全市LED照明行业相关产业销售额达到了200多亿元,这一产业规模仅次于广州、深圳,位居全国第三。...
2022-07-15

园林道路照明如何选合适的灯具

出彩一:园路的照明设计 四大原则: 1、形成秩序:夜晚公园汇集大量人流,通过照明为游人提供主次分明的游赏路线,有助于引导和规范公众行为,促进人与园“沟通”,展现园林精...
2022-07-15

夜景照明中内透光的设置方法

随着城市建筑中以玻璃幕墙作为建筑立面的形式逐渐增多,内透光照明手法正在为越来越多的照明设计 师所使用。 1、单独使用内透光照明 单光源 在每个窗口设置一只光源,让光源直接...
2022-07-15

今年一级建造师考试两次:看好几个时间节点,做好计划安排

2023 年是我们国家十四五规划的第三个年头,是承上启下的关键一年,国家形势万象更新,工程建设类项目如雨后春笋,争相吐露,正是我们工程人摩拳擦掌迎风直上之时,那么作为我...
2023-07-18
今年一级建造师考试两次:看好几个时间节点,做好计划安排

热销商品

拷边机 包缝机内六角上针匙 开刀 上针内6角螺丝刀扳手 1.5 1.6

拷边机(包缝机)专用内六角上针匙及开刀工具,适用于精确调整机针位置与维护设备。配备1.5mm与1.6mm两种规格的内六角螺丝刀扳手,专为紧固或拆卸上针螺丝设计,确保机针安...
1.65

暗装开关插座面板单开双控一开五孔二三极USB快充肤感超薄家用4开

暗装开关插座面板,简约设计,完美融入家居环境。单开双控,轻松实现远程控制,方便实用。一开五孔,满足多种电器插孔需求;二三极USB快充,快速充电,高效便捷。超薄设计,节省空...
1.2

领普E3S/E5配套插座面板86型暗装插座多孔五孔空调无边框家用

领普E3S/E5配套插座面板86型暗装插座多孔五孔空调无边框家用,是一款专为现代家庭设计的多功能插座。该款插座采用86型设计,易于安装和适配各种家用电器,无论是台灯、...
11.9

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草 这款不锈钢加厚镊子维修工具夹子是设计用于各种专业场合的多功能工具。它拥有一个厚实的手柄,确...
0.8

三色变光led筒灯2.5寸3W5瓦开孔6 7.5 8公分家用客厅嵌入式天花灯

三色变光LED筒灯,2.5寸精巧设计,功率可选3W/5W,适用于开孔直径6.7–8公分的家用嵌入式安装。采用高亮LED光源,支持暖光、自然光、白光三色切换,满足不同场景氛围需求。...
7.2

网站栏目