FIR數字濾波器的設計及其MATLAB實現開題報告(一)

國內、外現狀及研究概況

隨著微電子技術的發展，數字信號處理技術正飛速發展，它不但自成一門學科，更是以不同形式影響和滲透到其它學科；它與國民經濟息息相關，與國防建設緊密相連；它影響或改變著我們的生產、生活方式。因此，受到人們普遍的關注。數字濾波器是數字信號處理中的核心環節，它是譜分析、雷達信號處理、通信信號處理應用中的基本處理算法，在數字音頻、圖像處理、數據傳輸、生物醫學等領域得到了廣泛應用。

數字濾波器按單位脈沖響應的性質可分為無限長單位脈沖響應（Infinite Impulse Response，IIR）和有限長單位脈沖響應濾波器（Finite Impulse Response，FIR）兩種。而FIR數字濾波器因其具有嚴格的線性相位，系統總是穩定等特點而廣泛應用與數字信號處理的各個領域，因此是一個重要的研究課題。

目前數字濾波器的設計有許多現成的高級語言設計程序，但它們都存在設計效率低，不具有可視圖形，不便于修改參數等缺點，使傳統的數字濾波器的設計過程復雜，計算工作量大，濾波特性調整困難，影響了它的應用。而MATLAB為數字濾波的研究和應用提供了一個直觀、高效、便捷的利器。它以矩陣運算為基礎，把計算、可視化、程序設計融合到了一個交互式的工作環境中。尤其是MATLAB工具箱使各個領域的研究人員可以直觀方便地進行科學研究于工程應用。其中的信號處理工具箱、圖像處理工具箱、小波處理工具箱等更是為數字濾波器研究的蓬勃發展提供了可能。MATLAB是一門計算機編程語言，本意是專門以矩陣的方式來處理計算機數據，它把數值計算和可視化環境集成到一起，非常直觀，而且提供了大量的函數，使其越來越受到人們的喜愛，工具箱越來越多，應用范圍也越來越廣泛。

研究目標、解決的主要問題

研究目標：

設計FIR數字濾波器，并用MATLAB仿真。

解決的主要問題：

1、闡述FIR數字濾波器的基本原理。

2、給出FIR數字濾波器的直接型、級聯型、線性相位和頻率采樣結構，并進行比較。

3、采用窗函數法、頻率采樣法、切比雪夫等波紋逼近法設計FIR數字濾波器。

4、采用MATLAB軟件對FIR數字濾波器進行仿真。

難點、關鍵、創新點

難點：

FIR濾波器的設計方法中，主要以窗函數設計法、插值逼近法和切比雪夫一致逼近法這三種為主，其中以窗函數設計方法為最普遍。窗函數設計法、插值逼近法和切比雪夫一致逼近法的基本思想、設計原理及誤差分析。