毕业设计(论文)开题报告-基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计
基于MATLAB的FIR 数字低通滤波器设计DOC
毕业设计（论文）任务书题目：基于MATLAB的FIR 数字低通滤波器设计系名信息工程系专业电子信息工程学号 6009202371学生姓名马成指导教师李晓峰职称讲师2012年12 月15 日一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。
）研究条件：在大学四年专业学习的基础上，阅读有关MATLAB软件使用方法以及数字滤波器设计等方面的书籍；掌握MATLAB编程语言，熟练利用计算机进行MATLAB仿真设计。
应用环境：数字滤波器在现实生活中与人们息息相关，广泛使用于各种声音、图像以及文字等处理系统中。
将MATLAB强大的运算处理能力有机融入数字滤波器设计中可实现对于数字滤波器的快速设计以及各种处理变换。
工作目的：本课题的主要任务就是利用MATLAB软件中的数字信号处理工具箱实现FIR低通数字滤波器的设计。
二、参考文献[1]徐明远，刘增力，《MATLAB仿真在信号处理中的应用》[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007.11.[2]陈桂明，张明照，《应用MATLAB语言处理信号与数字图像》[M].北京：科学出版社，2000.5.[3]飞思科技产品研发中心.MATLAB基础与提高[M].北京：电子工业出版社，2005.[4]高西全，丁玉美.数字信号处理[M].西安：西安电子科技大学出版社，第三版，2008.[5]李亚奇，张雅琦.线性相位FIR数字滤波器[J].电子测量技术，2005（6）：35-37.[6]郭德才.基于Matlab的FIR低通滤波器的设计与仿真[J].通化师范学院学报，2009, 30（8）：38-41.[7]赵刚.基于数字滤波器设计的讨论[J].南开大学学报（自然科学版），2003（3）：101-103.[8]陈明军.改进窗函数在FIR数字滤波器设计中的应用[J].继电器，2007（13）：65-67.三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。
基于matlab的fir数字滤波器的设计
一、引言数字滤波器是数字信号处理中至关重要的组成部分，它能够对数字信号进行滤波处理，去除噪音和干扰，提取信号中的有效信息。
其中，fir数字滤波器作为一种常见的数字滤波器类型，具有稳定性强、相位响应线性等特点，在数字信号处理领域得到了广泛的应用。
本文将基于matlab软件，探讨fir数字滤波器的设计原理、方法和实现过程，以期能够全面、系统地了解fir数字滤波器的设计流程。
二、fir数字滤波器的基本原理fir数字滤波器是一种有限长冲激响应（finite impulse response, FIR）的数字滤波器，其基本原理是利用线性相位特性的滤波器来实现对数字信号的筛选和处理。
fir数字滤波器的表达式为：$$y(n) = \sum_{k=0}^{M}h(k)x(n-k)$$其中，y(n)为输出信号，x(n)为输入信号，h(k)为滤波器的系数，M为滤波器的长度。
fir数字滤波器的频率响应特性由其系数h(k)决定，通过设计合适的系数，可以实现对不同频率成分的滤波效果。
三、fir数字滤波器的设计方法fir数字滤波器的设计方法主要包括窗函数法、频率抽样法、最小最大法等。
在matlab中，可以通过信号处理工具箱提供的fir1函数和firls函数等来实现fir数字滤波器的设计。
下面将分别介绍这两种设计方法的基本原理及实现步骤。
1. 窗函数法窗函数法是fir数字滤波器设计中最为常见的方法之一，其基本原理是通过对理想滤波器的频率响应进行窗函数加权来满足设计要求。
在matlab中，可以使用fir1函数实现fir数字滤波器的设计，其调用格式为：h = fir1(N, Wn, type)其中，N为滤波器的阶数，Wn为滤波器的截止频率，type为窗函数的类型。
通过调用fir1函数，可以灵活地设计出满足特定要求的fir数字滤波器。
2. 频率抽样法频率抽样法是fir数字滤波器设计中的另一种重要方法，其基本原理是在频域上对理想滤波器的频率响应进行抽样，并拟合出一个最优的滤波器。
fir滤波器开题报告
基于Matlab的FIR数字滤波器仿真设计开题报告一课题来源及研究的目的和意义数字滤波器是数字信号处理中的重要组成部分。
数字滤波器分为有限脉冲响应数字滤波器(FIR)和无限脉冲响应数字滤波器(IIR)。
介绍了利用窗函数设计FIR滤波器的方法，即根据给定的滤波器技术指标，确定有限长单位脉冲序列，通过选择滤波器的长度和窗函数，使其具有最窄宽度的主瓣和最小的旁瓣。
并举例用MATLAB进行实现和仿真，指出基于Matlab 环境下进行数字滤波器的设计简便易行。
FIR滤波器设计主要是采用窗函数法、频率采样法、等波纹法分别设计各型FIR滤波器来对叠加噪声前后的语音信号进行滤波处理。
有其绘出滤波器的频域响应，绘出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；在相同的性能指标下比较各方法的滤波效果，并从理论上进行分析。
二任务要求及实现预期目标的可行性分析FIR滤波器很容易获得严格的线性相位特性，避免被处理信号产生相位失真。
线性相位体现在时域中仅仅是h(n)在时间上的延迟，这个特点在图像信号处理、数据传输等波形传递系统中是非常重要的。
此外，它不会发生阻塞现象，能够避免强信号淹没弱信号，因此它特别适合处理信号强弱悬殊的情况。
其主要的不足之处是，其较好的性能是以较高的阶数为代价换来的。
因此，在保证相同性能的前提下，努力降低其阶数是F IR数字滤波器设计的重要因素之一。
FIR数字滤波器由于设计灵活，滤波效果好以及过渡带宽易控制，因此在数字信号处理领域得到了广泛的应用。
FIR数字滤波器的设计方法有窗函数法、频率采样法和等波纹最佳一致逼近法。
窗函数法设计FIR数字滤波器是傅里叶变换的典型运用，而频率采样法设计的指导思想是频域采样定理及内插公式，等波纹最佳一致逼近法和其他的设计法相比，其优点是：设计指标相同时，使滤波器的阶数最低；阶数相同时，使通带最平坦，阻带最小衰减最大，通带和阻带均为等波纹形式，最适合设计片段常数特性的滤波器。
基于MATLAB的FIR数字滤波器仿真与设计(开题报告)
1、课题来源
实现数字滤波器的方法一般有两种：一种方法是设计专用的数字硬件、专用的数字信号处理器或采用通用的数字信号处理器来实现；另一种方法是把滤波器所要完成的运算编成程序并让计算机执行，也就是采用计算机软件来实现。
但在高校课程本文采用第二种方法来实现数字滤波器的设计和应用实验，这样较好地解决了实验课程中缺设备或设备不足够以及受制实验室环境限制等问题。
4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案
1.课题的主要内容:
首先，进行文献综述，介绍当今国内外有关基于Matlab的FIR数字滤波器的设计动态和方向。提出本文的主要设计内容及实际意义。
其次，综述FIR滤波器三种主要的优化设计方法：窗函数法、频率采样法、等波纹最佳逼近法。通过对这三种方法的研究分析，寻求最佳的优化方法。并利用Matlab进行仿真分析验证结论的正确性。
2、研究目的和意义
1.本课题的理论意义
几乎在所有的工程技术领域中都会涉及到信号的处理问题，其信号表现形式有电、磁、机械以及热、光、声等。信号处理的目的一般是对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等。如何在较强的噪声背景下提取出真正的信号或信号的特征，并将其应用于工程实际是信号处理的首要任务。
而数字信号处理中一个非常重要且应用普遍的技术就是数字滤波。目前数字滤波器有FIR数字滤波器和IIR数字滤波器两种，IIR数字滤波器的设计方法是利用模拟滤波器成熟的理论及设计图表进行设计的，因而保留了一些典型模拟滤波器优良的幅度特性，但设计中只考虑了幅度特性，没考虑相位特性，所设计的滤波器一般是某种确定的非线性相位特性。为了得到线性相位特性，对IIR滤波器必须另外加相位校正网络，使滤波器设计变得复杂，成本也高，又难以得到严格的线性相位特性。而FIR滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时，很容易做到有严格的线性相位特性，同时为了使FIR数字滤波器的设计更优化，因而研究FIR数字滤波器的优化设计具有重要的理论意义。
基于MATLAB的FIR带通数字滤波器设计毕业设计(论文)
目录摘要ABSTRACT (4)第1章绪论 (6)1.1 课题背景... (6)1.2 课题研究的目的和意义...... (7)1.3 MATLAB概述 (8)1.4 国内外研究现状和发展趋势...... (9)1.5 论文的主要研究内容...... (10)1.6 预期达到的目标...... (11)第2章滤波器的特性2.1数字滤波器的定义、分类及特点...... (12)2.2 FIR滤波器的结构特点...... (13)2.3 FIR线性相位滤波器的特点...... (14)2.4实际滤波器的设计指标...... (16)第3章FIR数字滤波器主要设计方法的比较3.1窗函数法...... (17)3.1.1概述...... (17)3.1.2优缺点...... (18)3.2频率抽样法3.2.1概述...... (19)3.2.2优缺点...... (20)3.3其它设计方法...... (22)3.4 设计方法的选定...... (22)3.5 FIR数字滤波器的最优化设计...... (23)第4章FIR滤波器的MATLAB设计4.1设计的基本思路...... (25)4.2设计的总流程图...... (26)4.3窗函数的种类及理论特点...... (27)4.4设计函数fir1和fir2...... (28)4.5 FIR数字滤波器的具体设计步骤...... (29)4.6线性相位FIR低通滤波器的设计...... (31)4.7带通滤波器的设计...... (37)4.7.1概述...... (37)4.7.2带通滤波器的获取...... (40)4.8结论分析...... (43)第5章总结与展望...... (44)参考文献 (45)致谢 (46)摘要传统的数字滤波器的设计过程复杂计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。
本文介绍了一种利用MATLAB信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。
本科毕业设计-基于matlab的FIR数字滤波器设计
分类号编号XXXXNorth China Institute Of Water Conservancy And Hydroelectric Power 毕业设计题目基于Matlab的FIR数字滤波器设计学院信息工程学院专业通信工程姓名学号指导教师2011年 5月20日基于Matlab的FIR数字滤波器设计摘要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。
本文采用窗函数法，频率采样法和优化设计方法，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。
最后用基于Matlab函数设计的FIR数字滤波器进行语音滤波处理，通过滤波前后信号的频谱图和生成的声音文件的对比，分析不同滤波器的滤波效果。
关键词：FIR数字滤波器，仿真，窗函数法，频率取样法，优化设计方法AbstractIn digital control system, interference, which is mixed in the input signal, has a great effect on performance of the system. Therefore, processing of input signal has to be done to get useful signal. Finite impulse response (FIR) filter plays an important role in the processing of digital signal. Designing the FIR filter by Matlab can simplify the complicated computation in simulation and improve the performance.By using the methods of window function, frequency sampling and optimization techniques, the design of FIR digital filter has been processed in Matlab. In the view of the designed program of Matlab and the figure of the amplitude-frequency characterization. At last, by using the FIR digital filters which have been designed to process the sound signal based on the Matlab function, the filtering effect of different digital filters is analyzed by comparing the signal’s spectrum viewers and the sound files which have been generated. The experimental results show that the FIR filters designed in this paper are effective.Key words: FIR digital filter, simulation, windowing method, frequency sampling method, optimization techniques目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 1 数字滤波器 (1)1.1 数字滤波器简介 (1)1.2 IIR数字滤波器 (1)1.3 FIR数字滤波器 (2)1.4 IIR与FIR数字滤波器的比较 (4)2 Matlab及电子通信系统仿真简介 (5)2.1 Matlab简介 (5)2.1.1 基本功能 (5)2.1.2 Matlab的优势 (5)2.2 电子通信系统的仿真简介 (5)2.2.1 通信与电子系统仿真的概念 (5)2.2.2 计算机仿真的步骤 (6)2.2.3 电子通信系统计算机仿真的优点 (6)2.2.4 电子通信系统计算机仿真的局限性 (7)3 FIR数字滤波器的设计 (8)3.1 窗函数法设计FIR滤波器 (8)3.2 频率取样法设计线性相位FIR滤波器 (11)3.3 线性相位FIR滤波器的优化设计 (13)4 利用Matlab实现FIR滤波器设计 (15)4.1 窗函数法的Matlab实现 (15)4.2 频率取样法的Matlab实现 (22)4.3 优化设计的Matlab实现 (26)4.4 利用滤波器处理加有噪声的音频波形 (32)参考文献 (37)附录 (38)附录一外文原文及翻译 (38)外文原文 (38)外文翻译 (51)附录二利用Matlab实现FIR滤波器设计参考程序 (61)1 数字滤波器1.1 数字滤波器简介数字滤波器是一个离散的系统。
基于MATLAB的FIR数字滤波器设计
基于MATLAB 的FIR 数字滤波器设计摘自：张登奇,李望移.基于MATLAB 的FIR 数字滤波器设计[J]. 计算机时代，2007,(11)摘 要：数字滤波是数字信号处理的重要内容，数字滤波器可分为FIR 和IIR 两大类。
文章根据FIR 滤波器的设计原理，详细介绍了MATLAB 环境下FIR 数字滤波器的设计方法和操作步骤，并列出了设计实例程序及运行结果。
关键词：MATLAB ；数字信号处理；数字滤波器；有限脉冲响应2 FIR 数字滤波器的窗口设计法窗口设计法是从时域出发,将理想滤波器的单位脉冲响应截取一段作为传输函数的系数。
通常情况下，滤波器指标往往在频域给出，算出的理想单位脉冲响应一般是非因果、无限长、物理上不可实现的，需先截短再右移使之成为有限长因果序列，只要截取的长度和方法合理,总能满足频域指标要求。
截短就是加窗，矩形窗最简单，在频域属最小平方逼近，但峰肩和波纹不太理想。
一般希望窗函数的频谱主瓣尽可能地窄，以获得较陡的过渡带，同时能量又要尽量集中在主瓣，以减小峰肩和波纹，进而增加阻带衰减。
实际工程中常用窗的特性及MATLAB 函数比较如表1所示。
表1 常用窗函数性能比较利用窗口设计法设计FIR 数字滤波器的过程：)()()()()(ωωj D TFT n w d ID TFT j d e H n h n h e H −−→−−−→−−−→−⨯具体操作步骤如下：1、对设计指标进行归一化处理。
数字滤波器传输函数只与频域的相对值有关，故在设计时可先将滤波器设计指标对采样频率进行归一化处理，归一化公式为：2、根据阻带衰减要求和过渡带宽，由表1选择窗函数的类型并估计窗口长度M ，此时滤波器的阶数为M-1（注意窗口长度与滤波器类型的关系）。
3、根据滤波器的理想频响求出理想单位脉冲响应)(n h d 。
4、将理想单位脉冲响应与窗函数相乘，得系统单位脉冲响应。
5、用freqz 函数验算技术指标是否满足要求。
基于matlab的fir数字滤波器仿真与设计（开题报告）（共9篇）
基于matlab的fir数字滤波器仿真与设计(开题报告)(共9篇)：开题仿真报告设计数字滤波器matlab fir滤波器函数fir1 fir滤波器阶数计算篇一：基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计与仿真(开题报告) 毕业（设计）论文开题报告系别电子信息工程系专业电子信息工程班级学生姓名学号指导教师XXX 报告日期毕业（设计）论文开题报告表篇二：基于MATLAB的FIR数字滤波器仿真与设计(开题报告)1、课题来源2、研究目的和意义3、国内外研究现状和发展趋势及综述4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案5、研究基础6、预期达到的目标及进度安排7、参考文献篇三：基于MATLAB的FIR数字滤波器仿真与设计(开题报告)1、课题来源2、研究目的和意义3、国内外研究现状和发展趋势及综述4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案5、研究基础6、预期达到的目标及进度安排7、参考文献篇四：基于matlab的FIR滤波器设计开题报告一、研究背景数字滤波器和模拟滤波器有着相同的滤波概念，根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通、带阻等类型，与模拟滤波器相比，数字滤波器除了具有数字信号处理的固有优点外，还有滤波精度高、稳定性好、灵活性强等优点。
数字滤波器可以过滤时间离散信号，通过对抽样数据进行数字处理来达到频域滤波的目的。
由于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。
FIR滤波器具有严格的线性相位，可以具有任意的幅度特性，且是可物理实现的因果系统，因此被广泛地应用在现代通信技术当中，如解调器中的位同步与位定时提取、自适应均衡去码间串扰以及话音的自适应编码等。
可见对基于MATLAB的FIR滤波器的研究是具有非常重要的现实意义的。
在高度信息化的今天，随着计算机技术，基于视觉的图像处理技术，模式识别等领域的不断研究与发展，图像识别技术得到更快的发展，并在检测的实时性和准确性方面有更新的突破，所以将数字滤波器应用在工业缺陷零件的检测上也成为当今一热点课题。
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武昌理工学院信息工程学院
毕业设计(论文)开题报告
题目：基于MATLAB的FIR
数字滤波器的设计学院：信息工程学院
专业：通信工程
学号：20124226017
学生姓名：陈星
指导教师：李珊
二○一六年三月三日
说明：1.本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在正式开始做毕业设计(论文)的第3周之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。
2.每个毕业设计(论文)课题撰写本报告一份，作为指导教师和学院答辩委员会审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题任务的依据，并接受学校的抽查。