基于Matlab的FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
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2．2 FDATool設(shè)計(jì)方案
FDATool(Filter Design＆Analysis Too1)是Matlab信號(hào)處理工具箱專用的濾波器設(shè)計(jì)分析工具，操作簡(jiǎn)單、靈活，可以采用多種方法設(shè)計(jì)FIR濾波器。這種方法設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器，可以隨時(shí)調(diào)整濾波器濾披特性，而且濾波結(jié)果實(shí)時(shí)顯示在圖形區(qū)，減少了工作量，有利于濾波器設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化。在Matlab命令窗口輸入FDATool后回車會(huì)彈出FDATool界面，也可在Matlab主界面下方選擇“start”→“toolbox”→“ filterdesign”。具體參數(shù)選擇為：
(1)濾波器類型(filter type)為lowpass；
(2)設(shè)計(jì)方法(design method)為FIR，使用窗口Window；
(3)濾波器的階數(shù)(fiter order)為15；
(4)窗口類型(Window)為Kaiser，beta為0．5；
(5)fs為48 000 Hz，fc為10 800 Hz。
點(diǎn)擊“design filter”即可。值得注意的是，這里選擇filter order為15階，而不是所設(shè)計(jì)的16階濾波器。因?yàn)槌?shù)系數(shù)項(xiàng)h(0)=0。通過(guò)菜單“analysis”選擇“magnitude”和“phase response”即可得到圖3，圖4的特性顯示。“analysis”選擇“step response”和“im-pulse”可以得到圖5，圖6的響應(yīng)顯示?？梢钥闯鏊O(shè)計(jì)FIR濾波器的階躍響應(yīng)和沖擊響應(yīng)比較接近理想狀態(tài)。本文引用地址：http://www.bjwjmy.cn/article/187216.htm
3 結(jié)論
從圖1～4的特性曲線中可以看出該濾波器的性能基本達(dá)到了妻求，濾波作用比較明顯。曲線相對(duì)比較平穩(wěn)，能夠滿足微弱信號(hào)濾波器的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。特別是從方案二中的相頻特性曲線來(lái)看，曲線通過(guò)原點(diǎn)且為一條平滑直線，說(shuō)明具有良好的線性相位特性，而這也是在應(yīng)用中選擇FIR數(shù)字濾波器的重要原因，但是它的實(shí)際效果還要經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)。FIR幅頻特性精度比IIR低，且濾波器所需階次比較高，但是它擁有很好的線性相位，即不同頻率分量的信號(hào)經(jīng)過(guò)FIR濾波器后他們的時(shí)問(wèn)差不變。另外，F(xiàn)IR還存在的缺點(diǎn)應(yīng)加以改善，如信號(hào)的延遲偏大。這就考慮到用高性能的DSP器件，由于其處理速度快，此缺點(diǎn)在一點(diǎn)程度上是可以改善的。
4 結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)例，介紹了利用Matlab實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理中的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)，從結(jié)果可以看出它們均可以達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求，而且方法簡(jiǎn)單、快捷，大大減輕了工作量。濾波器的設(shè)計(jì)工作完成后，可以借助Matlah的export操作導(dǎo)出所設(shè)計(jì)濾波器的系統(tǒng)函數(shù)H(x)。由于Matl-ah具有強(qiáng)大的接口功能，仿真后的結(jié)果可以很方便的移植到DSP，CPLD或FPGA等器件中。在實(shí)際應(yīng)用中，只需按要求修改濾波器參數(shù)，并對(duì)程序作較少的改動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)不同的濾波器，實(shí)用性較強(qiáng)。
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評(píng)論