FIR数字滤波器的设计与仿真研究毕业论文

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内容摘要

人类已经进入了数字时代,数字信号处理已渗透到几乎所有科学技术领域,并进入人们的日常工作和生活之中。而数字滤波技术在数字信号处理中占有积极重要的地位。由于模拟信号处理最主要的缺点是难以处理比较复杂信号,难以满足总也生产需求。与之相比,数字信号处理有高精度、高稳定性和高性能指标、强大的非线性信号处理,这些优势决定了数字滤波器的应用将会越来越广泛,因此对数字滤波器的研究具有重要的实际意义。

在数字控制系统中输入信号中所含的干扰对系统的性能会产生很大的影响,因此需要对输入信号进行处理,以提取有用信号。有限长冲激响应(FIR)滤波器在数字信号处理中发挥着重要作用,采用Matlab软件对FIR数字滤波器进行仿真设计,简化了设计中繁琐的计算。本文首先介绍数字滤波器的发展概况以及分类,分析FIR数字滤波器的数学模型及结构;接着,针对不同的设计方法,采用窗函数法,频率采样法和等波纹最佳逼近法,通过调用Matlab函数设计FIR数字滤波器。绘制对应的幅频特性曲线,进行对比分析,最后总结出每种设计方法的特点。

关键词

FIR数字滤波器,MATLAB,simulink,窗函数法,频率采样法,等波纹最佳逼近法

ABSTRACT

Mankind has entered the digital era, digital signal processing has penetrated into almost all fields of science and technology, and into the People's Daily work and life. And digital filtering technology in the digital signal processing (DSP) has been one of the major positive. Due to the analog signal processing of the main defect is difficult to deal with more complex signal, always can't meet production requirements. Compared with digital signal processing with high precision, high stability and high performance indicators, powerful nonlinear signal processing, these advantages determine the application of digital filter will be more and more widely, so the research of digital filter has important practical significance.

Contained in the input signal in the digital control system of interference will produce great influence on the performance of the system, so need to deal with input signal, and the useful signal is extracted. Finite impulse response (FIR) filter plays an important role in digital signal processing, using the Matlab software simulation design of FIR digital filter, simplifies the complicated calculation in the design. This paper first introduces general situation of the development of digital filter and classification, analysis, the mathematical model and structure of the FIR digital filter; Then, according to different design method, using the window function method and frequency sampling method and moire best approximation method, by calling Matlab function to design FIR digital filter. Corresponding amplitude-frequency characteristic curve drawing, carries on the contrast analysis, finally summarizes the characteristic of each kind of design method.

KEY WORDS

rapid clenbuteral detection; computer vision; muscle color; fat thickness

FIR 数字滤波器的设计与仿真研究

1.绪论

人类已经进入了数字时代,数字信号处理已渗透到几乎所有科学技术领域,并且进入人们的日常工作和生活之中。数字信号处理一般是指用数字方式对信号进行滤波、变换、调制、解调、均衡、增强、压缩、估值、识别、产生等,数字滤波器具有完成信号滤波处理的功能,其输入结果是一组由模拟信号通过取样和量化的数字量,而输出是经过变换后的另一组数字量。本文首先介绍数字滤波器的发展概况以及分类,分析FIR数字滤波器的数学模型及结构;接着,针对不同的设计方法,采用窗函数法,频率采样法和等波纹最佳逼近法,通过调用Matlab函数设计FIR数字滤波器。绘制对应的幅频特性曲线,进行对比分析,最后总结出每种设计方法的特点。

1.1项目研究的背景及意义

随着数字信息时代的到来,数字信号处理已成为一门重要的学科和技术领域。在数字信号处理中,FIR数字滤波器是最常用的单元之一,它是通过对采样数字信号进行数学运算处理来达到频域滤波的目的。数字滤波器是提取有用信息非常重要、非常灵活的方法,是现代信号处理的重要内容,数字滤波器在语音和图像处理、HDTV、识别模式、频谱分析等应用中经常用到。与模拟滤波器相比,数字滤波可以满足滤波器对幅度和特性的严格要求,可以弥补模拟滤波所无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。有限长冲击响应滤波器,由于Fir系统只有零点、系统稳定,便于实现FFT算法,运算速度快、线性相位的特性和设计更为灵活等突出优点,同时数字滤波器能够处理低频信号具有很高的精度,便于集成等功能,这些都将决定数字滤波器在工程实际中获得广泛应用。

数字滤波技术是数字信号分析、处理技术的重要分支。无论是信号的获取、传输,还是信号的处理和交换都离不开滤波技术,它对信号安全可靠和有效灵活地传输时至关重要的。在所有的电子系统中,使用最多技术最复杂的要算数字滤波器了。数字滤波器的优劣直接决定产品的优劣。

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