数字滤波器器文献综述.doc

(部)电气信息工程系指导教师邱完成时间2013年3月12日FIR滤波器设计与仿真摘要:FIR滤波器稳定性好、具有严格线性相频特性与有限长单位脉冲响应,能设计成多通带(或多阻带)滤波器组,在信号处理、通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛应用。本文在研究FIR滤波器原理基础上,提出采用窗函数法设计FIR滤波器组,并用Matlab进行仿真剖析。实验剖析表明,该方法实现简单,能满足技术指标要求。关键词FIR滤波器组;窗函数;Matlab仿真前言数字滤波器具有稳定、重复性好、适应性强、性能优异、线性相位等优点。数字滤波器以冲激响应延续长度可分为两类:FIR滤波器(有限冲激响应滤波器)、IIR滤波器(无限冲激响应滤波器)。其中FIR滤波器优点是:稳定性好,因为没有极点;精度高,因为它对以前事件只有有限记忆,积累误差小;易于计算机辅助设计,保证精度与线性相位。缺点是:要达到高性能,需要许多系数,要做较多乘法操作,计算量大。而IIR滤波器优点是:结构简单、系数少乘法操作少、效率高;与模拟滤波器有对应关系;可以剖析控制,强制系统在特定点为零点;易于计算机辅助设计。缺点是:因为有极点,设计时要小心稳定性;因为它对以前事件有长记忆,易产生溢出、噪声、误差。数字滤波器设计一般都要经过3个步骤:确定指标、逼近与实现。(1)确定指标:在设计一个滤波器之前,必须首先确定一些技术指标,这些技术指标需要根据工程实际需要来制定。指标形式一般确定为频域中幅度与相位响应;(2)逼近:确定了滤波器技术指标后,就可以利用数学与DSP基本原理提出一个滤波器模型来逼近给定目标;(3)实现:我们得到了以差分或系统函数或冲激响应描述滤波器,可以通过硬件或软件来实现。FIR数字滤波器设计方法有窗函数、频率取样与切比雪夫等波纹优化设计方法:(1)窗函数法:窗函数法设计基本思想是把给定频率响应通过IDTFT(InverseDiscreteTimeFourierTransform),求得脉冲响应,然后利用加窗函数对它进行截断与平滑,以实现一个物理可实现且具有线性相位HR滤波器设计目。其核心是从给定频率特性,通过加窗确定有限长单位脉冲响应序列h(n);(2)频率取样法:频率取样法设计基本思想是把给出理想频率响应进行取样,通过IDFT从频谱样点直接求得有限脉冲响应;(3)优化设计法:FIR滤波器优化设计采用“等波纹最佳一致逼近”理论,lellan算法,设计滤波器逼近理想频率响应。所得到最佳一致滤波器频率响应具有等波纹特性。MATLAB是由美国Mathworks公司开发集数值计算、符号计算与图形可视化三大基本功能于一体,功能强大、操作简单语言是国际公认优秀数学应用软件之一,被广泛应用于仿真技术、自动控制与数子信号处理等领域。在许多数字信号处理系统中,如语音或音频信号处理中,有限脉冲响应(FIR)滤波器是最常用组件之一,它完成信号预调、频带选择与滤波等功能。FIR滤波器虽然在截止频率边沿陡峭性能上不及无限脉冲响应(IIR)滤波器,但是具有严格线性相位特性,稳定性好,能设计成多通带(或多阻带)滤波器组,因此在数字信号处理领域得到广泛应用。,其冲激响应总