数字信号处理论文-带通滤波器
数字信号处理实训论文——模拟带通滤波器和数字滤波器的仿真
摘要数字滤波在数字信号处理中，占有重要的地位。
数字滤波包括FIR和IIR 两种滤波方式，其中FIR滤波具有很多优点，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，滤波稳定，不会出现递归型结构中的极限振荡等不稳定现象，且误差较小，可采用FFT算法实现，因此运算效率高。
设计FIR滤波器常用的方法有窗函数法与频率抽样法，但是这两种方法均不易精确控制通带与阻带的边界频率，所以在实际应用中有一定的局限性。
本次实训包含硬件跟软件两个部分。
硬件部分先通过mutime仿真软件仿真，得到差不多的中心频率，带宽，再画原理图，做电路板，做出的电路板通过调节相关的电位器，则比较容易调到所需的中心频率跟带宽。
软件部分做的是FIR 滤波器，通过matlab软件设计FIR滤波器，包含了高通，低通，带通，带阻，通过matlab软件输入不同的频率及选择相关函数设计FIR滤波器的窗函数。
关键字：数字滤波器；Matlab；FIR；Abstractcharacteristics random design at the same time, ensure accurate, strict linear phase, filter stability, won't appear recursive type structure of the extreme oscillation and unstable phenomenon, and less error, can use FFT algorithm, so the operation efficiency. Design FIR filters the commonly used method with a window function method and frequency sampling method, but the two methods are not easy precise control and stopband bandpass boundary frequency, so in practical application are subject to some limitations.The hardware and software training contains two parts. First mutime hardware part through simulation software simulation, get about of center freq, bandwidth, draw principle diagrams, make circuit boards, make by adjusting the circuit boards of related potentiometer, it is easier to adjust to the required center frequency with bandwidth. Part of the software to do is FIR filters, through the matlab software design FIR filters, contains a high, low pass, band-pass, with resistance, through the matlab software input different frequency and choose relevant function design of FIR filters window function.Key word: digital filter; Matlab; FIR目录引言 (4)１硬件部分 (4)1.1 带通滤波器的设计及参数计算 (4)1.2 电路板PCB图1.2及mutime仿真软件的电路仿真图1.3见附录 (5)1.3 硬件设计所需相关器件 (5)1.3.1芯片5532介绍 (5)1.4 硬件的调试与检测 (6)1.4.1检测硬件电路 (6)1.4.2模块调试检测 (6)1.4.3整体调试检测 (6)2 软件部分 (6)2.1 滤波器概述 (6)2.2 窗函数的介绍 (7)2.3 FIR数字滤波器 (7)2.3.1数字滤波器设计原理 (7)2.3.2FIR滤波器设计方法 (8)3 MATLAB GUI的简介 (8)4 基于Matlab GUI的数字滤波器设计 (9)4.1 GUI界面设计概述 (9)4.2 GUI页面设计 (10)4.3 “滤波器设计软件”回调函数编写 (12)4.4 软件运行和结果 (13)5 总结 (14)谢辞 (14)参考文献 (15)附录 (16)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，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。
LC带通滤波器的设计与仿真设计毕业设计(论文)
1.3.3 滤波器的前景....................................................7
1.3.4几种新型滤波器介绍..........................................8
●阻带滤波器：它的阻带限定在两个有限频率ƒ1与ƒ2之间，阻带两侧都有通带。
1.1.2 滤波器的种类
根据使用的波段和元件的不同，滤波器有很多种类，而且随着技术的发展，种类还在不断增加。总的来说，滤波器可分为两大类：无源滤波器和有源滤波器。
在无源滤波器中，所使用的是无源元件。他们在个体或组合的情况下，能够把一种形式的能量变换为另一种形式，并重新变回到原来的形式，换言之，它们必须是谐振性的。例如，在一个LC谐振电路中，在电容器的电场和电感线圈的磁场之间不断发生着能量的反复交换。因此，如果两个不同储能装置当相互偶合时，能够以很小的损耗实现能量的交换，它们就可以被利用为滤波器元件。
结束语.................................................................................43
致谢....................................................................................45
摘要
随着电子信息的发展，滤波器作为信号处理的不可缺少的部分，也得到了迅速的发展。LC滤波器作为滤波器的一个重要组成部分，它的应用相当的广泛。因此对于它的设计也受到人们的广泛关注。如何设计利用简单的方法设计出高性能的LC滤波器是人们一直研究的课题。
数字信号处理中的滤波器设计技术
数字信号处理中的滤波器设计技术滤波器是数字信号处理中广泛应用的重要技术之一。
它可以用于去除信号中的噪声、调整信号频率、改善信号质量等。
本文将介绍数字信号处理中常见的滤波器设计技术。
一、低通滤波器低通滤波器可以通过保留低频信号，滤除高频干扰信号。
在数字信号处理中，常见的低通滤波器设计技术有有限冲激响应（FIR）滤波器和无限冲激响应（IIR）滤波器。
FIR滤波器是一种线性相位滤波器，其特点是稳定性好、易于设计和实现。
在FIR滤波器的设计中，常用的方法有窗函数法、频率采样法和最小二乘法。
窗函数法主要用于设计线性相位FIR滤波器，可以通过选择不同的窗函数来调整滤波器的频率响应特性。
频率采样法则主要应用于非线性相位FIR滤波器的设计，通过采样输入输出信号的频谱来确定滤波器系数。
最小二乘法则是一种优化问题的求解方法，通过最小化期望输出与实际输出之间的误差来设计FIR滤波器。
IIR滤波器采用递归结构，其特点是具有较窄的转换带宽和较快的滚降特性。
IIR滤波器的设计一般基于模拟滤波器的原型设计，可以通过脉冲响应不变法、双线性变换法和频率变换法实现。
脉冲响应不变法是通过将模拟滤波器的脉冲响应与数字滤波器的单位采样响应相等来设计IIR滤波器。
双线性变换法是通过将模拟滤波器的传输函数与数字滤波器的传输函数进行线性映射来设计IIR滤波器。
频率变换法则通过对模拟滤波器的频率进行变换，再进行离散化得到IIR滤波器。
二、高通滤波器高通滤波器可以通过保留高频信号，滤除低频干扰信号。
常见的高通滤波器设计技术与低通滤波器设计类似，可以采用FIR滤波器和IIR 滤波器。
对于FIR滤波器，可以通过选择适当的窗函数和设计方法来实现高通滤波器的设计。
而对于IIR滤波器，可以采用类似的方法，将低通滤波器的设计进行变换得到高通滤波器。
三、带通滤波器带通滤波器主要用于保留一定频率范围内的信号。
在数字信号处理中，常见的带通滤波器设计技术有窗函数法、频率采样法和最小二乘法等。
带通滤波器的设计和实现
带通滤波器的设计和实现随着科技的不断发展和应用场景的不断拓宽，信号处理在各个领域中扮演着重要的角色。
而滤波器作为信号处理的重要组成部分，其设计和实现对于信号处理的效果起到至关重要的作用。
本文将详细介绍带通滤波器的设计原理和实现方法。
一、带通滤波器的基本概念带通滤波器是一种对信号进行频率选择的滤波器，它能够将某一频率范围内的信号通过，而将其他频率范围内的信号抑制或削弱。
在信号处理中，常常需要对特定频率范围的信号进行提取或滤除，此时带通滤波器的应用便显得尤为重要。
二、带通滤波器的设计原理1. 滤波器的传输函数滤波器的传输函数是描述滤波器输入和输出之间关系的数学表达式。
带通滤波器的传输函数通常采用有理函数形式，例如巴特沃斯、切比雪夫等形式。
2. 频率响应带通滤波器的频率响应描述了滤波器对不同频率信号的处理效果。
通常采用幅度响应和相位响应两个参数来描述频率响应。
3. 滤波器的阶数滤波器的阶数表示滤波器的复杂程度，阶数越高，滤波器的频率选择性越强。
根据实际需求和应用场景，选择合适的滤波器阶数非常重要。
三、带通滤波器的实现方法1. 模拟滤波器的实现模拟滤波器是指基于传统电子电路的滤波器实现方法。
常见的模拟滤波器包括RC滤波器、RL滤波器、LC滤波器等。
模拟滤波器的设计需要考虑电路参数和元器件选择等因素，涉及到模拟电路设计的相关知识。
2. 数字滤波器的实现数字滤波器是指利用数字信号处理技术实现的滤波器。
常见的数字滤波器包括FIR滤波器、IIR滤波器等。
数字滤波器的实现采用离散系统的理论分析和数字信号处理算法的设计，需要掌握相关的数学知识和算法掌握。
四、带通滤波器的应用案例带通滤波器在实际应用中有着广泛的应用场景。
例如，在音频处理中，可以利用带通滤波器实现音乐频谱的提取和信号的降噪；在图像处理中，可以利用带通滤波器进行图像边缘检测和图像增强等处理；在通信系统中，带通滤波器可以用于信号调制和解调等关键环节。
五、总结本文对带通滤波器的设计原理和实现方法进行了详细介绍，并给出了相关的应用案例。
通信电子中的带通滤波器设计与优化
通信电子中的带通滤波器设计与优化在通信电子领域，带通滤波器是不可或缺的一部分，它在信号的传输过程中能够起到很好的作用。
例如，在音频播放设备中，我们需要保留人耳能够听到的频率范围，其他超出此范围的信号就需要被滤除，这时就需要用到带通滤波器。
本文将从带通滤波器的定义、分类、设计与优化等方面进行详细论述。
一、定义带通滤波器是一种能够让一定频率范围的信号通过，而将其他频率范围的信号削弱或滤除的电路。
具体来说，它能够削弱其非带通范围内的信号，而将其带通范围内的信号放大或保留并输出。
带通滤波器在通信电子设备中的使用十分广泛，经常用于检测特定信号或去除噪声等。
二、分类根据通信电子中的不同应用需求，带通滤波器可分为多种类型。
根据频率范围的不同，带通滤波器主要分为：1. 低通滤波器-能够通过低于特定范围的频率信号，而将高于该范围的信号削弱或滤除掉。
2. 高通滤波器-能够通过高于特定范围的频率信号，而将低于该范围的信号削弱或滤除掉。
3. 带通滤波器-能够通过一定的频率范围内的信号，并将其他非该范围内的信号削弱或滤出。
三、设计在设计带通滤波器时需要考虑的因素有很多，比如滤波器的工作频率范围、损失、带宽等。
带通滤波器的设计包含两个方面：一是滤波器电路的选择，根据滤波器的频率范围和对信号干扰的要求选择不同的电路拓扑结构并确定电路参数；二是电路稳定性的保证，选择合适的工艺和分析电路参数对稳定性的影响。
在滤波器的电路设计中，最常见的拓扑结构有LC、C、RC、PID等结构。
四、优化在实际应用中，带通滤波器可能会遇到难以处理的问题，例如在实际使用过程中出现滤波器失效等情况。
为了使带通滤波器的效果更好或解决使用过程中所遇到的问题，需要对其进行优化。
常见的优化方法有：信噪比提升法、基于核心优化方法、反馈有源滤波器设计方法、分数阶理论法等。
例如，为了提高信噪比，可以在设计滤波器电路时使用尽可能优化的电路拓扑结构，在实际应用时可以针对滤波器的频率和信号纯度等因素进行动态调整和优化，以达到更好的效果。
通信电子中的数字带通滤波器设计
通信电子中的数字带通滤波器设计数字带通滤波器是数字信号处理中的一种重要滤波器类型。
它在通信电子中被广泛应用，能够对信号进行频带选择，增强目标信号的信息，抑制噪声和干扰。
因此，数字带通滤波器的设计对于实现高性能通信系统至关重要。
一、数字信号处理基础在深入探讨数字带通滤波器之前，我们需要了解一些数字信号处理（DSP）的基础知识。
数字信号是利用离散时间采样的方式对模拟信号进行数字化处理的结果。
数字信号通常由采样率、量化位数和信号长度三部分组成。
数字信号处理可以分为两大类，即时域处理和频域处理。
时域处理直接操作时间信息，包括滤波、平移、卷积等。
频域处理则需要将时域信号变换成频域信号进行处理，最常用的变换方式是傅里叶变换和离散傅里叶变换。
二、数字带通滤波器原理数字带通滤波器是一种具有窄通带和高阻带的数字滤波器，能够选择指定频带内的信号而抑制其它频带的信号。
它的设计要求基于信号的选择性和阻带抑制能力，同时还要考虑设计所需的复杂度和稳定性等因素。
数字带通滤波器的常见设计方法包括有限冲激响应（FIR）和无限冲激响应（IIR）两种。
FIR滤波器具有线性相位和稳定性等优良特性，但是需要较长的滤波器阶数才能达到很高的通带选择性。
而IIR滤波器具有较高的通带选择性和更少的滤波器阶数，但是可能会因为零极点分布的不稳定性导致系统不稳定。
三、数字带通滤波器设计数字带通滤波器的设计目标是选择指定频带内的信号并增强其信息，同时抑制其它频带的信号。
设计过程中需要考虑滤波器阶数、通带带宽、阻带带宽、阻带衰减和通带波纹等重要因素。
设计FIR数字带通滤波器的常用方法包括窗函数法、最小二乘法和频率抽样法等。
其中，窗函数法是最为常用的一种设计方法，将离散时间傅里叶变换（DTFT）的理想频率响应与实际可实现的窗函数卷积，从而实现数字带通滤波器的设计。
IIR数字带通滤波器的设计常用的方法包括零极点法、双线性变换法和频率变换法等。
其中，零极点法和双线性变换法是最为常用的两种设计方法，零极点法通过选择合适的零极点分布实现数字带通滤波器的设计；而双线性变换法则将模拟滤波器的传输函数通过双线性变换转化为数字滤波器的传输函数。
带通滤波器的设计与优化
带通滤波器的设计与优化随着数字信号处理技术的不断发展，带通滤波器在信号处理领域中扮演着重要的角色。
本文将针对带通滤波器的设计与优化进行探讨，包括基本原理、设计方法以及优化策略。
一、带通滤波器的基本原理带通滤波器是一种能够将某一频段内的信号通过而阻断其他频段信号的滤波器。
它通常由一个低通滤波器和一个高通滤波器级联构成。
低通滤波器负责滤除高频部分，高通滤波器则负责滤除低频部分，从而实现带通滤波的效果。
二、带通滤波器的设计方法带通滤波器的设计方法有许多种，常见的有模拟滤波器设计和数字滤波器设计两种方法。
1. 模拟滤波器设计模拟滤波器设计是指利用传统的电路元件对模拟信号进行滤波。
其中，基于电容和电感的滤波器设计方法较为常见。
通过选择适当的电路拓扑结构和元件数值，可以实现所需的带通滤波器响应。
2. 数字滤波器设计数字滤波器设计是指利用数字信号处理的方法对数字信号进行滤波。
常见的数字滤波器设计方法有无限脉冲响应（IIR）滤波器和有限脉冲响应（FIR）滤波器。
在设计数字滤波器时，需要确定滤波器的阶数、截止频率和通带、阻带的衰减要求等参数。
通过选择适当的滤波器结构和调整参数数值，可以实现满足需求的带通滤波器设计。
三、带通滤波器的优化策略为了进一步优化带通滤波器的性能，可以采用以下策略：1. 频率域优化频率域优化是指通过对滤波器的频率响应进行优化，以提高滤波器的通带平坦度、阻带衰减等性能指标。
常见的频率域优化方法有窗函数法、椭圆逼近法、最小二乘法等。
2. 时间域优化时间域优化是指通过改变滤波器的时域响应，以实现对滤波器性能的优化。
常见的时间域优化方法有窗函数法、基于最小最大误差设计法等。
3. 参数优化参数优化是指对滤波器结构的参数进行调整，以实现对滤波器性能的优化。
通过改变滤波器的阶数、截止频率等参数，可以快速调整滤波器的频率响应。
四、带通滤波器的设计与应用带通滤波器广泛应用于数字通信、音频处理、图像处理等领域。
带通滤波器在信号处理中的作用
带通滤波器在信号处理中的作用带通滤波器是一种常见的信号处理工具，用于提取特定频率范围内的信号，并削弱或滤除其他频率范围的噪声或无用信号。
它在信号处理中起到非常重要的作用，被广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍带通滤波器的原理、应用场景以及作用。
一、带通滤波器的原理带通滤波器是一种频率选择性滤波器，只允许特定频率范围内的信号通过，削弱或消除其他频率的信号。
其原理基于滤波器的频率响应曲线，通常以振幅-频率图或相位-频率图的形式展示。
带通滤波器通常由低截止频率、高截止频率和中心频率三个参数决定。
低截止频率是指滤波器开始对信号进行削弱的频率，高截止频率是指滤波器完全阻断信号的频率，而中心频率则是带通滤波器希望保留的信号频率。
带通滤波器可以采用各种形式的实现，包括电子滤波器、数字滤波器以及其他形式的滤波器。
不同的滤波器实现方式有不同的特点和应用场景，可以根据实际需求选择合适的滤波器。
二、带通滤波器的应用场景带通滤波器在信号处理中的应用非常广泛，以下列举了一些常见的应用场景：1. 语音处理：在语音识别、语音合成等领域，带通滤波器被用于去除背景噪声或削弱频率范围外的信号，以提高语音质量和准确性。
2. 音频处理：在音频信号处理中，带通滤波器可以用来增强或削弱特定频率的音频信号，以改善音质、减少噪声或实现特定音效。
3. 图像处理：在图像处理中，带通滤波器可以用于图像增强、边缘检测和图像分割等任务。
通过选择适当的带通滤波器参数，可以提取出特定频率范围内的图像细节。
4. 信号分析：在信号分析领域，带通滤波器被广泛用于频谱分析、频域特征提取等任务。
它可以帮助分析人员集中关注感兴趣的频段，提取有用信息。
5. 无线通信：在无线通信系统中，带通滤波器被用于频带分配、信号调制解调以及射频前端信号处理。
它可以帮助实现信号的频率选择和抑制干扰信号。
三、带通滤波器的作用带通滤波器在信号处理中具有以下几个重要的作用：1. 滤波作用：带通滤波器可以提取特定频率范围内的信号，并削弱或滤除其他频率的噪声或无用信号。
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本文分析了国内外数字滤波技术的应用现状与发展趋势，介绍了数字滤波器的基本结构，在分别讨论了IIR与FIR数字滤波器的设计方法的基础上，指出了传统的数字滤波器设计方法过程复杂、计算工作量大、滤波特性调整困难的不足，提出了一种利用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。
给出了使用MATLAB语言进行程序设计和利用信号处理工具箱的FDATool工具进行界面设计的详细步骤。
利用MATLAB设计滤波器，可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。
本文还介绍了如何利用MATLAB环境下的仿真软件Simulink对所设计的滤波器进行模拟仿真。
1.1数字滤波器的研究背景与意义当今，数字信号处理[1] (DSP：Digtal Signal Processing)技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科：它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们普遍的关注。
数字化、智能化和网络化是当代信息技术发展的大趋势，而数字化是智能化和网络化的基础，实际生活中遇到的信号多种多样，例如广播信号、电视信号、雷达信号、通信信号、导航信号、射电天文信号、生物医学信号、控制信号、气象信号、地震勘探信号、机械振动信号、遥感遥测信号，等等。
上述这些信号大部分是模拟信号，也有小部分是数字信号。
模拟信号是自变量的连续函数，自变量可以是一维的，也可以是二维或多维的。
大多数情况下一维模拟信号的自变量是时间，经过时间上的离散化(采样)和幅度上的离散化(量化)，这类模拟信号便成为一维数字信号。
因此，数字信号实际上是用数字序列表示的信号，语音信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个一维离散时间序列；而图像信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个二维离散空间序列。
数字信号处理，就是用数值计算的方法对数字序列进行各种处理，把信号变换成符合需要的某种形式。
例如，对数字信号经行滤波以限制他的频带或滤除噪音和干扰，或将他们与其他信号进行分离；对信号进行频谱分析或功率谱分析以了解信号的频谱组成，进而对信号进行识别；对信号进行某种变换，使之更适合于传输，存储和应用；对信号进行编码以达到数据压缩的目的，等等。
数字滤波技术是数字信号分析、处理技术的重要分支[2-3]。
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是至关重要的。
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。
1.2数字滤波器的应用现状与发展趋势在信号处理过程中，所处理的信号往往混有噪音，从接收到的信号中消除或减弱噪音是信号传输和处理中十分重要的问题。
根据有用信号和噪音的不同特性，提取有用信号的过程称为滤波，实现滤波功能的系统称为滤波器。
在近代电信设备和各类控制系统中，数字滤波器应用极为广泛，这里只列举部分应用最成功的领域。
(1) 语音处理语音处理是最早应用数字滤波器的领域之一，也是最早推动数字信号处理理论发展的领域之一。
该领域主要包括5个方面的内容：第一，语音信号分析。
即对语音信号的波形特征、统计特性、模型参数等进行分析计算；第二，语音合成。
即利用专用数字硬件或在通用计算机上运行软件来产生语音；第三，语音识别。
即用专用硬件或计算机识别人讲的话，或者识别说话的人；第四，语音增强。
即从噪音或干扰中提取被掩盖的语音信号。
第五，语音编码。
主要用于语音数据压缩，目前已经建立了一系列语音编码的国际标准，大量用于通信和音频处理。
近年来，这5个方面都取得了不少研究成果，并且，在市场上已出现了一些相关的软件和硬件产品，例如，盲人阅读机、哑人语音合成器、口授打印机、语音应答机，各种会说话的仪器和玩具，以及通信和视听产品大量使用的音频压缩编码技术。
(2) 图像处理数字滤波技术以成功地应用于静止图像和活动图像的恢复和增强、数据压缩、去噪音和干扰、图像识别以及层析X射线摄影，还成功地应用于雷达、声纳、超声波和红外信号的可见图像成像。
(3) 通信在现代通信技术领域内，几乎没有一个分支不受到数字滤波技术的影响。
信源编码、信道编码、调制、多路复用、数据压缩以及自适应信道均衡等，都广泛地采用数字滤波器，特别是在数字通信、网络通信、图像通信、多媒体通信等应用中，离开了数字滤波器，几乎是寸步难行。
其中，被认为是通信技术未来发展方向的软件无线电技术，更是以数字滤波技术为基础。
(4) 电视数字电视取代模拟电视已是必然趋势。
高清晰度电视的普及指日可待，与之配套的视频光盘技术已形成具有巨大市场的产业；可视电话和会议电视产品不断更新换代。
视频压缩和音频压缩技术所取得的成就和标准化工作，促成了电视领域产业的蓬勃发展，而数字滤波器及其相关技术是视频压缩和音频压缩技术的重要基础。
(5) 雷达雷达信号占有的频带非常宽，数据传输速率也非常高，因而压缩数据量和降低数据传输速率是雷达信号数字处理面临的首要问题。
告诉数字器件的出现促进了雷达信号处理技术的进步。
在现代雷达系统中，数字信号处理部分是不可缺少的，因为从信号的产生、滤波、加工到目标参数的估计和目标成像显示都离不开数字滤波技术。
雷达信号的数字滤波器是当今十分活跃的研究领域之一。
(6) 声纳声纳信号处理分为两大类，即有源声纳信号处理和无源声纳信号处理，有源声纳系统涉及的许多理论和技术与雷达系统相同。
例如，他们都要产生和发射脉冲式探测信号，他们的信号处理任务都主要是对微弱的目标回波进行检测和分析，从而达到对目标进行探测、定位、跟踪、导航、成像显示等目的，他们要应用到的主要信号处理技术包括滤波、门限比较、谱估计等。
(7) 生物医学信号处理数字滤波器在医学中的应用日益广泛，如对脑电图和心电图的分析、层析X射线摄影的计算机辅助分析、胎儿心音的自适应检测等。
(8) 音乐数字滤波器为音乐领域开辟了一个新局面，在对音乐信号进行编辑、合成、以及在音乐中加入交混回响、合声等特殊效果特殊方面，数字滤波技术都显示出了强大的威力。
数字滤波器还可用于作曲、录音和播放，或对旧录音带的音质进行恢复等。
(9) 其他领域[5]数字滤波器的应用领域如此广泛，以至于想完全列举他们是根本不可能的，除了以上几个领域外，还有很多其他的应用领域。
例如，在军事上被大量应用于导航、制导、电子对抗、战场侦察；在电力系统中被应用于能源分布规划和自动检测；在环境保护中被应用于对空气污染和噪声干扰的自动监测，在经济领域中被应用于股票市场预测和经济效益分析，等等。
1.3数字滤波器的实现方法分析数字滤波器的实现[6]，大体上有如下几种方法：(1) 在通用的微型机上用软件来实现。
软件可以由使用者自己编写或使用现成的。
自IEEE DSP Comm。
于1979年推出第一个信号处理软件包以来，国外的研究机构、公司也陆续推出不同语言不同用途的信号处理软件包。
这种实现方法速度较慢，多用于教学与科研。
(2) 用单片机来实现。
目前单片机的发展速度很快，功能也很强依靠单片机的硬件环境和信号处理软件可用于工程实际，如数字控制、医疗仪器等。
(3) 利用专门用于信号处理的DSP片来实现。
DSP芯片较之单片机有着更为突出的优点，如内部带有乘法器、累加器，采用流水线工作方式及并行结构，多总线，速度快，配有适于信号处理的指令等，DSP芯片的问世及飞速发展，为信号处理技术应用于工程实际提供了可能。
1.4本章小结数字滤波器精确度高、使用灵活、可靠性高，具有模拟设备所没有的许多优点，已广泛地应用于各个科学技术领域，例如数字电视、语音、通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。
随着信息时代数字时代的到来，数字滤波技术已经成为一门极其重要的学科和技术领域。
以往的滤波器大多采用模拟电路技术，但是，模拟电路技术存在很多难以解决的问题，例如，模拟电路元件对温度的敏感性，等等。
而采用数字技术则避免很多类似的难题，当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点，在前面部分已经提到，这些都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。
第2章 数字滤波器的概述数字滤波器可以用查分方程、单位取样响应以及系统函数等表示。
对于研究系统的实现方法，即它的运算结构来说，用框图表示最为直接。
一个给定的输入输出关系，可以用多种不同的数字网络来实现。
在不考虑量化影响时，这些不同的实现方法是等效的；但在考虑量化影响时，这些不同的实现方法性能上就有差异。
因此，运算结构是很重要的，同一系统函数H (z )，运算结构的不同，将会影响系统的精度、误差、稳定性、经济性以及运算速度等许多重要性能。
IIR(无限冲激响应)滤波器与FIR(有限冲激响应)滤波器在结构上有自己不同的特点，在设计时需综合考虑。
2.1 数字滤波器的基本结构作为线形时不变系统的数字滤波器可以用系统函数来表示，而实现一个系统函数表达式所表示的系统可以用两种方法：一种方法是采用计算机软件实现；另一种方法是用加法器、乘法器、和延迟器等元件设计出专用的数字硬件系统，即硬件实现。
不论软件实现还是硬件实现，在滤波器设计过程中，由同一系统函数可以构成很多不同的运算结构。
对于无限精度的系数和变量，不同结构可能是等效的，与其输入和输出特性无关；但是在系数和变量精度是有限的情况下，不同运算结构的性能就有很大的差异。
因此，有必要对离散时间系统的结构有一基本认识。
2.1.1 IIR 滤波器的基本结构一个数字滤波器可以用系统函数表示为： 01()()()1Mk k k Nk k k b z Y z H z X z a z-=-===-∑∑ (2-1) 由这样的系统函数可以得到表示系统输入与输出关系的常系数线形差分程为：00()()()N Mk k k k y n a y n k b x n k ===-+-∑∑ (2-2)可见数字滤波器的功能就是把输入序列x (n )通过一定的运算变换成输出序列y (n )。
不同的运算处理方法决定了滤波器实现结构的不同。
无限冲激响应滤波器的单位抽样响应h (n )是无限长的，其差分方程如(2-2)式所示，是递归式的，即结构上存在着输出信号到输入信号的反馈，其系统函数具有(2-1)式的形式，因此在z 平面的有限区间(0<︱z ︱<∞)有极点存在。
前面已经说明，对于一个给定的线形时不变系统的系统函数，有着各种不同的等效差分方程或网络结构。
由于乘法是一种耗时运算，而每个延迟单元都要有一个存储寄存器，因此采用最少常熟乘法器和最少延迟支路的网络结构是通常的选择，以便提高运算速度和减少存储器。