基于MATLAB的FIR数字滤波器实现开题报告

1. 研究目的与意义

数字滤波与模拟滤波有相同的滤波概念，根据频率响应分为低通、高通、带通、带阻等，数字滤波在语音和图像处理等应用中广泛使用，和模拟滤波相比，数字滤波可以满足滤波器对于幅度、相位等特性的要求，可避免模拟滤波器中所遇到的问题，并且数字滤波器对于信号的滤波检测，是最广泛应用的线性系统。使用MATLAB设计FIR数字滤波器既能便利的调整参数，又能简化工作量，利于滤波器设计的最优化。在数字信号处理中，常常涉及变换、滤波、频谱分析、调制、解调、解码、编码等基本环节，其中滤波便是最广泛的环节，而其中的FIR数字滤波器常用于输出信号x[n]的频率特性进行特定修改，从而转换成输出序列y[n]。随着信息科学的迅速发展，数字信号处理也得到广泛应用，数字滤波器也占重要地位，结合MATLAB软件来实现数字滤波，可以实现通过滤波器参数的改变从而调整滤波器的性能。可见，对基于MATLAB的FIR数字滤波器的研究具有十分重要的显示意义。

2. 课题关键问题和重难点

本次课题需对滤波器的结构、分类和技术指标进行了解，研究低通滤波器的技术指标和逼近方法，关键在对fir滤波器的两种设计方法进行研究，即研究如何利用窗函数法和频率采样法去设计fir数字滤波器，从而进行理论分析和比较。

对窗函数设计法的对应阶数和窗函数进行选定时，窗函数类型的选择原则是，尽量选择窗口长度较小的以保证阻带衰减满足要求，例如使用最广泛的汉宁窗、海明窗、矩形窗、三角窗、凯泽窗等，而频率采样法则根据阻带最小衰减来选择过渡带采样点的个数。

本次课题重难点在利用matlab实现低通滤波器设计时，将低通滤波器通过频率变换转换成所需类型的滤波器，利用所设计的滤波器对多个频带的正弦信号进行处理，再对比输入输出信号来分析滤波器特性。

3. 国内外研究现状（文献综述）

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及其重要的科学和技术领域。以往的滤波器大多采用模拟电路技术，但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,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,由于我们所面对的工程问题愈发复杂，曾经所依赖的技术无法解决难题。但现如今利用计算机来分析及解决工程问题已经成为必然。使用matlab软件进行科学计算，能够极大研发进度，发挥最大效能，可见，对基于matlab的fir数字滤波器实现的研究具有一定的现实意义。

（1）国内外研究现状

4. 研究方案

1.研究方法：

（1）文献分析法，有针对性的摘录和查阅大量中外文献和资料，通过对比、分析和总结，为本课题的研究和撰写打下较为充分的理论基础和研究方法的基础。

（2）定性分析法，通过对数字信号处理的理论知识的掌握，对滤波器、matlab软件，模拟滤波和数字滤波，fir滤波器和iir滤波器的深入学习，发现存在的问题，查阅资料并研究讨论出相关的解决方案。

5. 工作计划

（一）第一阶段：

时间：2022年11月29日——2023年1月20日

进度安排：与指导老师充分讨论，听取指导老师意见，确定选题，查阅课题研究内容的相关文献资料，阅读相关资料，分析和整理资料，理解有关内容，翻译相关英文资料，完成课题的开题报告。