課程設(shè)計(jì)（論文）基于Matlab的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)

1、桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)用紙 第- 1 -頁(yè) 共30頁(yè) 課程設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)題 目：基于matlab的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)院 （系）： 信息與通信學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱(chēng)： 2010 年 12 月 19 日-2 -桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)用紙 第17頁(yè) 共17頁(yè)摘 要本文分別研究了在matlab環(huán)境下iir數(shù)字濾波器和fir數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法及實(shí)現(xiàn)方法。為方便分析者直觀、形象、方便的分析濾波器的特性，創(chuàng)新的設(shè)計(jì)出了圖形用戶界面濾波器設(shè)計(jì)系統(tǒng)關(guān)鍵詞：數(shù)字濾波器；matlab； gui；iir濾波器；fir濾波器abstractin this thesi

2、s, designs of the infinite impulse response digital filter (iir) and finite impulse response digital filter (fir) under matlab are studied. we design the graphical user interfaces (gui) of the digital filter design system makes sure of people can analysis the characteristics of the design directly a

3、nd easily. key words：digital filte；matlab；gui；iir filter；fir filter目 錄引言31 數(shù)字濾波技術(shù)31.1 濾波器原理31.2 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法概述32 fir數(shù)字濾波器42.1 fir數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理42.2 fir濾波器設(shè)計(jì)思想43 iir數(shù)字濾波器53.1 iir數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理53.2 iir濾波器設(shè)計(jì)思想64 數(shù)字濾波器的gui設(shè)計(jì)及編程實(shí)現(xiàn)64.1濾波器的設(shè)計(jì)流程及要求64.2界面設(shè)計(jì)及編程74.2.1用戶界面74.2.2界面的切換94.2.3組件的顯示與隱藏94.2.4參數(shù)的計(jì)算94.2.5錯(cuò)誤信息提示104.

4、2.6濾波器的設(shè)計(jì)114.3 運(yùn)行和結(jié)果顯示124.3.1濾波器運(yùn)行畫(huà)面124.3.2導(dǎo)入信號(hào)及濾波結(jié)果14結(jié)論15謝辭16參考文獻(xiàn)17引言本文分別研究了在matlab環(huán)境下iir數(shù)字濾波器和fir數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法及實(shí)現(xiàn)方法，并進(jìn)行圖形用戶界面設(shè)計(jì)，以顯示本文所介紹濾波器的特性。在iir數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)中，采用了完全設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)濾波器，討論了巴特沃斯(butterworth)濾波器、切比雪夫(chebyshev) 濾波器、橢圓(ellipse)濾波器。在fir數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)中采用了窗函數(shù)法設(shè)計(jì)fir濾波器，兩類(lèi)濾波器整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程都是按照理論分析、編程設(shè)計(jì)、具體實(shí)現(xiàn)的步驟進(jìn)行的。本文設(shè)計(jì)出了較

5、為直觀明了的人機(jī)交互界面，濾波器設(shè)計(jì)的類(lèi)型、參數(shù)均有多個(gè)值可供選擇，當(dāng)用戶選擇（或輸入）濾波器的參數(shù)時(shí)，能夠及時(shí)顯示設(shè)計(jì)好的濾波器的頻譜，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)mat信號(hào)的導(dǎo)入及濾波。1 數(shù)字濾波技術(shù)1.1 濾波器原理濾波器，顧名思義，其作用是對(duì)輸入信號(hào)起到濾波的作用。如圖1的lsi系統(tǒng)中，其時(shí)域輸入輸出關(guān)系為：h (n) x(n) y(n) 圖1若y(n),x(n)的傅立葉變換存在，則輸入輸出的頻域關(guān)系是： 當(dāng)輸入信號(hào)x(n) 通過(guò)濾波器系統(tǒng)h(n) 后，其輸出 y(n) 中不再含有|c的頻率成分，僅使|c的信號(hào)成分通過(guò)。因此，濾波器的形狀不同，其濾波后的信號(hào)結(jié)果也不一樣。若濾波器的輸入、輸出都是離

6、散時(shí)間信號(hào)，那么該濾波器的單位沖激響應(yīng)h(n)也必然是離散的，這種濾波器稱(chēng)為數(shù)字濾波器（df，digital filter）。當(dāng)用硬件實(shí)現(xiàn)一個(gè)df時(shí)，所需元件是延遲器、乘法器和加法器；而利用matlab軟件時(shí)，它僅需線性卷積程序便可實(shí)現(xiàn)。而模擬濾波器（af，analog filter）只能用硬件實(shí)現(xiàn)。因此df比af容易實(shí)現(xiàn)，且更容易獲得理想的濾波性能。數(shù)字濾波器還具有以下優(yōu)點(diǎn)：精度和穩(wěn)定性高；系統(tǒng)函數(shù)容易改變；靈活性高；不存在阻抗匹配問(wèn)題；便于大規(guī)模集成；可實(shí)現(xiàn)多維濾波。1.2 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法概述數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，通常按下述步驟進(jìn)行：1、根據(jù)不同用途提出數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)、性能要求

7、。2、設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定的、因果的數(shù)學(xué)模型h(z)來(lái)逼近所要求的技術(shù)指標(biāo)，并用有限精度的運(yùn)算實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。3、設(shè)計(jì)專(zhuān)用的數(shù)字硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)數(shù)字模型，或者通過(guò)電子計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序軟件予以實(shí)現(xiàn)。iir濾波器和fir濾波器的設(shè)計(jì)方法很不相同：iir濾波器設(shè)計(jì)方法有兩類(lèi)，經(jīng)常用到的一類(lèi)設(shè)計(jì)方法是借助于模擬濾波器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行的。其設(shè)計(jì)思路是：先設(shè)計(jì)模擬濾波器得到傳輸函數(shù)g(s)，然后將g(s)按某種方法轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)h(z)。這一類(lèi)方法是基于模擬濾波器的設(shè)計(jì)方法相對(duì)比較成熟，它不僅有完整的設(shè)計(jì)公式，也有完整的圖標(biāo)供查閱，更可以直接調(diào)用matlab中的對(duì)應(yīng)的函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。另一種是直接在頻域或者時(shí)

8、域中進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)必須使用計(jì)算機(jī)輔助，直接調(diào)用matlab中的程序或函數(shù)即可設(shè)計(jì)。fir濾波器不能采用由模擬濾波器設(shè)計(jì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方法，而經(jīng)常使用的是窗函數(shù)法和頻率采樣法。也可以借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件采用切比雪夫等波紋逼近法進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這里我們研究窗函數(shù)法。2 fir數(shù)字濾波器2.1 fir數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理fir df具有突出的優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)總是穩(wěn)定的、易于實(shí)現(xiàn)線性相位、允許設(shè)計(jì)多通帶(或多阻帶)濾波器。因此fir df在數(shù)字信號(hào)處理中得到廣泛的應(yīng)用。但與iir df相比,在滿足同樣的阻帶衰減的情況下需要較高的階數(shù)。濾波器階數(shù)越高將占用更多的dsp運(yùn)算時(shí)間。因此,對(duì)f ir df的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在滿

9、足指標(biāo)要求的情況下盡量減少濾波器的階數(shù)。數(shù)字濾波器可以理解為是一個(gè)計(jì)算程序或算法,將代表輸入信號(hào)的數(shù)字時(shí)間序列轉(zhuǎn)化為代表輸出信號(hào)的數(shù)字時(shí)間序列,并在轉(zhuǎn)化過(guò)程中,使信號(hào)按預(yù)定的形式變化。fir df的沖激響應(yīng)h ( k)是有限長(zhǎng)的m 階f ir df系統(tǒng)函數(shù)可表示為濾波器的輸出它的設(shè)計(jì)問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是確定能滿足所要求的轉(zhuǎn)移序列或脈沖響應(yīng)的常數(shù)問(wèn)題,設(shè)計(jì)方法主要有窗函數(shù)法、頻率采樣法和等波紋最佳逼近法等。本文之研究窗函數(shù)法2.2 fir濾波器設(shè)計(jì)思想在這里我們利用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)fir濾波器。窗函數(shù)法的基本想法是選取某一種合適的理想頻率選擇性濾波器(這種濾波器總是有一個(gè)非因果，無(wú)限長(zhǎng)的脈沖響應(yīng)),然后將它

10、的脈沖響應(yīng)截?cái)?或加窗)以得到一個(gè)線形相位和因果的fir濾波器。因此,這種方法的重點(diǎn)在于選擇某種恰當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)和一種合適的理想濾波器。窗函數(shù)法又稱(chēng)傅立葉級(jí)數(shù)法, 一般是先給定所要求的濾波器的頻率響應(yīng)hd (ejw) , 要求設(shè)計(jì)一個(gè)fir 濾波器的頻率響應(yīng)h(ejw)來(lái)逼近hd(ejw) .設(shè)計(jì)是在時(shí)域進(jìn)行的, 首先由傅立葉變換導(dǎo)出hd(n) ,因此hd(n)一定是無(wú)限長(zhǎng)的序列,而h(n) 是有限長(zhǎng)的, 即要用有限長(zhǎng)的h(n)來(lái)逼近無(wú)限長(zhǎng)的hd(n) , 最有效的方法是截?cái)鄅d (n),或者說(shuō)用一個(gè)有限長(zhǎng)的窗口函數(shù)w(n) 來(lái)截取hd(n) , 即h(n) = hd(n) w(n),因而窗函數(shù)的

11、形狀及長(zhǎng)度的選擇就很關(guān)鍵了. 在matlab 中常用的窗函數(shù)有bartlett窗, hanning 窗,hamming 窗, blackman 窗,kaiser 窗等, 這些窗函數(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn), 各有利弊。利用完全設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的一般步驟：（1）將設(shè)計(jì)指標(biāo)歸一化處理。（2）確定階數(shù)n 和頻率參數(shù)wn。（3）確定窗口值。windows指定窗函數(shù)類(lèi)型，默認(rèn)為hamming窗；可選hann、hamming、blackman、bartlett等窗，每種窗都可以由matlab的相應(yīng)函數(shù)生成。（4）確定傳遞函數(shù)的分母系數(shù)。函數(shù)fir1的調(diào)用格式為b= fir1(n, wn, ftype, window

12、s)，同時(shí)選擇在此函數(shù)中選擇要設(shè)計(jì)的濾波器的類(lèi)型。其中，n為濾波器階數(shù)，wc為截止頻率ftype決定濾波器類(lèi)型，ftype= high，設(shè)計(jì)高通fir濾波器，ftype= stop，設(shè)計(jì)帶阻fir濾波器。（5）再用freqz 函數(shù)驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。3 iir數(shù)字濾波器3.1 iir數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理濾波器的設(shè)計(jì)質(zhì)上是尋找一個(gè)既能物理實(shí)現(xiàn)，又能滿足給定頻率特性指標(biāo)要求的系統(tǒng)傳輸函數(shù)。iir濾波器一般采用遞歸型的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的輸入與輸出服從n階差分方程： 相應(yīng)的傳輸函數(shù)為：設(shè)計(jì)iir數(shù)字濾波器就是要確定傳輸函數(shù)中的系數(shù)、或零極點(diǎn)增益、a，使濾波器的頻率特性滿足給定的性能指標(biāo)要求。設(shè)計(jì)原理主要包括兩個(gè)方面

13、：一是根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，先設(shè)計(jì)出相應(yīng)的模擬濾波器再通過(guò)脈沖響應(yīng)不變法或雙線性變換法轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字濾波器；二是選擇一種優(yōu)準(zhǔn)則，如最小均方準(zhǔn)則。根據(jù)設(shè)計(jì)理論，在matlab環(huán)境下設(shè)計(jì)iir數(shù)字濾波器主要有四種方法：一是典型設(shè)計(jì)法；二是完全設(shè)計(jì)法；三是最優(yōu)設(shè)計(jì)法；四是工具設(shè)計(jì)法。由于完全設(shè)計(jì)法程序簡(jiǎn)單，我們?cè)谶@里利用完全設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)濾波器。3.2 iir濾波器設(shè)計(jì)思想iir濾波器設(shè)計(jì)思想是：利用已有的模擬濾波器設(shè)計(jì)理論，首先根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)合適的模擬濾波器，然后再通過(guò)脈沖響應(yīng)不變法或雙線性變換法，完成從模擬到數(shù)字的變換。常用的模擬濾波器有巴特沃斯(butterworth)濾波器、切比雪夫(cheby

14、shev) 濾波器、橢圓(ellipse)濾波器、貝塞爾(bessel)濾波器等，這些濾波器各有特點(diǎn)，供不同設(shè)計(jì)要求選用。濾波器的模擬數(shù)字變換，通常是復(fù)變函數(shù)的映射變換，也必須滿足一定的要求 由于數(shù)字濾波器傳輸函數(shù)只與頻域的相對(duì)值有關(guān)，故在設(shè)計(jì)時(shí)可先將濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，設(shè)采樣頻率為fs，歸一化頻率的計(jì)算公式是： 利用完全設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的步驟：（1）將設(shè)計(jì)指標(biāo)歸一化處理。（2）根據(jù)歸一化頻率，確定最小階數(shù)n 和頻率參數(shù)wn?？晒┻x用的階數(shù)選擇函數(shù)有:buttord，cheblord，cheb2ord，ellipord 等。（3）運(yùn)用最小階數(shù)n 設(shè)計(jì)模擬低通濾波器原型。根據(jù)最小階

15、數(shù)直接設(shè)計(jì)模擬低通濾波器原型，用到的函數(shù)有：butter, chebyl,cheby2, ellip 和bessel。如b,a = butter(n,wn,type) 設(shè)計(jì)type型巴特沃斯(butterworth)濾波器filter。n為濾波器階數(shù)，wc為截止頻率， type決定濾波器類(lèi)型， type= high，設(shè)計(jì)高通iir濾波器，ftype= stop，設(shè)計(jì)帶阻iir濾波器。（4）再用freqz 函數(shù)驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。4 數(shù)字濾波器的gui設(shè)計(jì)及編程實(shí)現(xiàn)4.1 濾波器的設(shè)計(jì)流程及要求1、首先畫(huà)出設(shè)計(jì)的流程圖，如圖4.1所示：濾波器設(shè)計(jì)系統(tǒng)fir濾波器iir濾波器hannbartlettbl

16、ackmanhammingkaiserbutterchebylcheby2ellip圖4.1 濾波器設(shè)計(jì)流程圖2、設(shè)計(jì)要求：要有較為簡(jiǎn)單明了的人機(jī)交互界面。能夠在兩個(gè)界面直接切換。濾波器設(shè)計(jì)的類(lèi)型、參數(shù)均有多個(gè)值可供選擇或自定義。當(dāng)用戶選擇（或輸入）濾波器的參數(shù)不完整或者有無(wú)時(shí)，能夠提醒用戶輸入正確信息。當(dāng)用戶選擇（或輸入）濾波器的參數(shù)時(shí)，能夠及時(shí)顯示設(shè)計(jì)好的濾波器的頻譜等信息?？梢詫?shí)現(xiàn)外部信號(hào)的導(dǎo)入。可以實(shí)現(xiàn)用設(shè)計(jì)好的濾波器對(duì)導(dǎo)入信號(hào)的濾波并顯示濾波效果。4.2界面設(shè)計(jì)及編程4.2.1用戶界面在設(shè)計(jì)此圖形用戶界面時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)流程圖把濾波器分析系統(tǒng)分成三個(gè)界面進(jìn)行設(shè)計(jì)：主界面，fir設(shè)計(jì)界面和

17、iir設(shè)計(jì)界面圖4.2是濾波器的主界面，在主界面的主要安排了兩個(gè)選擇iir或fir濾波器的按鈕和一個(gè)退出按鈕。點(diǎn)擊iir或fir按鈕時(shí)，進(jìn)入到相應(yīng)的濾波器設(shè)計(jì)界面，點(diǎn)擊退出系時(shí)，彈出問(wèn)題對(duì)話框，確認(rèn)用戶是否要退出，用戶確認(rèn)后，關(guān)閉界面，清除所有變量。圖4.2 濾波器主界面圖4.3是fir濾波器的界面，界面左邊的六個(gè)圖形分別是用顯示濾波器的頻譜，相頻，零極點(diǎn)圖，窗函數(shù)圖，導(dǎo)入信號(hào)濾波效果。右邊可以對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行選擇或輸入。圖4.3 fir濾波器界面圖4.4 iir濾波器界面4.2.2界面的切換在主界面的菜單里可以選擇選擇iir或fir濾波器設(shè)計(jì)，點(diǎn)擊按鈕進(jìn)入到相應(yīng)的濾波器設(shè)計(jì)界面。如點(diǎn)擊fir濾

18、波器設(shè)計(jì)時(shí)要先關(guān)閉當(dāng)前的gui界面，然后打開(kāi)fir濾波器設(shè)計(jì)的界面；當(dāng)點(diǎn)擊fir濾波器設(shè)計(jì)界面或iir設(shè)計(jì)界面的返回按鈕時(shí)能返回到主界面。界面的切換主要通過(guò)通過(guò)語(yǔ)句：close(gcf)； %關(guān)閉當(dāng)前gui界面或者close(“gui的文件名”)；要打開(kāi)某個(gè)已設(shè)計(jì)好的gui界面，直接輸入其文件名即可，如：fir_filter %打開(kāi)fir濾波器設(shè)計(jì)界面這兩條結(jié)合在一起即可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)界面的切換。4.2.3組件的顯示與隱藏進(jìn)入濾波器設(shè)計(jì)界面后，在濾波器的類(lèi)型選擇項(xiàng)中當(dāng)選中選擇低通或者高通濾波器時(shí)，應(yīng)隱藏相應(yīng)的帶通和帶阻的第二個(gè)臨界頻率，使其頻率參數(shù)不能輸入，可以將組件的“enable”設(shè)為“off”

19、，或者直接把它隱藏將它的“visible”設(shè)為“off”。set(handles.fp2,enable,off); %讓fp2文本框不能輸入set(handles.fs2,enable,off); %讓fs2文本框不能輸入執(zhí)行上述兩條語(yǔ)句后，相應(yīng)的文本框變成了灰色，效果如圖4.5所示。當(dāng)在濾波器類(lèi)型中選中帶通或帶阻濾波器后，應(yīng)將已隱藏或設(shè)為不可用的第二個(gè)臨界頻率重新顯示，這是只需將它們的“enable” 或“visible”設(shè)為“on”即可。效果如圖4.6所示。自定義階數(shù)文本框，“濾波”按鍵等的隱藏與顯示同理。圖4.5 低通、高通濾波器頻率參數(shù)輸入 圖4.6 帶通、帶阻濾波器頻率參數(shù)輸入4.2

20、.4參數(shù)的計(jì)算1、濾波器階數(shù)的計(jì)算在設(shè)計(jì)濾波器階數(shù)時(shí)，可選擇自定義階數(shù)和利用最小階數(shù)設(shè)計(jì)濾波器，并顯示最小階數(shù) ，其回調(diào)函數(shù)如下：（1）最小階數(shù)按鈕選擇使用最小階數(shù)設(shè)置時(shí)，屏蔽自定義階數(shù)的輸入，此時(shí)n的值通過(guò)用戶輸入的參數(shù)計(jì)算得來(lái)n=2*(ceil(2.1/(ws1-wp1)+1; %計(jì)算bartlett窗低通濾波器的最小階數(shù)計(jì)算得到相應(yīng)的n值后在文本框中顯示出來(lái)，如圖4.7所示。set(handles.minorderdisplay,string,num2str(n)%顯示最小階數(shù)（2）自定義按鈕選擇自定義階數(shù)時(shí)，將已屏蔽的文本框重新顯示，直接讀取用戶輸入的自定義階數(shù)作為n的值，如圖4.8所

21、示。n=order_value; %讀取自定義階數(shù) 圖4.7 使用最小階數(shù)設(shè)計(jì) 圖4.8 使用自定義階數(shù)設(shè)計(jì)4.2.5錯(cuò)誤信息提示在點(diǎn)擊確定按鈕運(yùn)行設(shè)計(jì)濾波器程序之前，我們首先要檢查用戶所輸入的參數(shù)是否齊全，是否有誤，如果不齊全或者有誤則通過(guò)錯(cuò)誤信息提示對(duì)話框提示用戶錯(cuò)誤信息讓用戶重新輸入，同時(shí)還要中斷程序，不讓它執(zhí)行后面的語(yǔ)句。（1） 判斷是否已選擇濾波器類(lèi)型我們用一個(gè)條件語(yǔ)句來(lái)對(duì)用戶是否已選擇了濾波器類(lèi)型進(jìn)行判斷：if(lpfilter_value=0&hpfilter_value=0&bpfilter_value=0&bsfilter_value=0) %判斷是否已選擇濾波器類(lèi)型 err

22、ordlg(請(qǐng)先選擇濾波器類(lèi)型：低通、高通、帶通或帶阻,錯(cuò)誤信息); returnend如果用戶沒(méi)有選擇濾波器類(lèi)型，則通過(guò)錯(cuò)誤信息提示對(duì)話框“errordlg”提醒用戶先選擇相應(yīng)的選項(xiàng)，同時(shí)用“return”中斷程序并返回，如圖4.9所示。圖4.9 沒(méi)有選擇濾波器類(lèi)型時(shí)的錯(cuò)誤提示信息（2） 判斷各項(xiàng)參數(shù)是否已填寫(xiě)完整或者是否有誤當(dāng)選擇低通濾波器時(shí)，用一條條件語(yǔ)句來(lái)判斷各項(xiàng)參數(shù)是否已輸入完整：if(isnan(fs_value)=1)|(isnan(fp1_value)=1)|isnan(fs1_value)=1)若沒(méi)有輸入完整，則通過(guò)錯(cuò)誤信息提示對(duì)話框“errordlg”提醒用戶先填寫(xiě)完整相應(yīng)

23、的選項(xiàng)，同時(shí)用“return”中斷程序并返回，如圖4.10所示。在用戶填寫(xiě)完整相應(yīng)的信息后，還要進(jìn)一步檢查用戶輸入的參數(shù)是否有誤，如在設(shè)計(jì)低通濾波器時(shí)如果用戶輸入的fs1的值小于fp1的值，此時(shí)應(yīng)采用錯(cuò)誤信息提示對(duì)話框提示用戶更正，并中斷程序。如圖4.11所示。 if(fs1_valuefp1_value) 圖4.10 錯(cuò)誤輸入不完整的錯(cuò)誤提示 圖4.11 參數(shù)輸入有誤的錯(cuò)誤提示其他類(lèi)型濾波器參數(shù)是否正確的判斷，是否已選擇濾波器階數(shù)的判斷等同理，在此就不一一贅述。4.2.6濾波器的設(shè)計(jì)1、fir濾波器（1）求歸一化頻率設(shè)計(jì)低通、高通時(shí)wp1=2*fp1 /fs；ws1=2*fs1 /fs；設(shè)計(jì)

24、帶通帶阻濾波器時(shí)wp1=2*fp1 /fs；ws1=2*fs1 /fs；wp2=2*fp2 /fs；ws2=2*fs2 /fs；（2）確定階數(shù)n 和頻率參數(shù)wnn可以由用戶自定義或者由參數(shù)計(jì)算得最小階數(shù)n。設(shè)計(jì)低通、高通濾波器時(shí)，wn= (wp1+ws1)/2；設(shè)計(jì)帶通或帶阻濾波器時(shí)wn=(wp1+ws1)/2,(wp2+ws2)/2。（3） 確定窗口值window指定窗函數(shù)類(lèi)型，window=hann（n+1）； window=hamming（n+1）window= blackman（n+1）window=bartlett（n+1）（4） 確定傳遞函數(shù)的分母系數(shù)函數(shù)fir1的調(diào)用格式為b=

25、fir1(n, wn, type, windows)，同時(shí)選擇在此函數(shù)中選擇要設(shè)計(jì)的濾波器的類(lèi)型。其中，n為濾波器階數(shù)，wc為截止頻率，type決定濾波器類(lèi)型，type= high，設(shè)計(jì)高通fir濾波器，ftype= stop，設(shè)計(jì)帶阻fir濾波器。（5）生成頻率響應(yīng)參數(shù)h,f=freqz(b,1); （6）畫(huà)幅頻響應(yīng)圖plot(f,20*log(abs(h) （7）畫(huà)相頻響應(yīng)圖plot(f,angle(h); 2、iir濾波器（1）將設(shè)計(jì)指標(biāo)歸一化處理，方法同fir濾波器。（2）根據(jù)歸一化頻率，確定最小階數(shù)n 和頻率參數(shù)wn?？晒┻x用的階數(shù)選擇函數(shù)有:buttord，cheblord，che

26、b2ord，ellipord 等。（3）運(yùn)用最小階數(shù)n 設(shè)計(jì)模擬低通濾波器原型。根據(jù)最小階數(shù)直接設(shè)計(jì)模擬低通濾波器原型，用到的函數(shù)有：butter, chebyl,cheby2, 和ellip。如b,a = butter(n,wn,type) 設(shè)計(jì)type型巴特沃斯(butterworth)濾波器filter。（4）生成頻率響應(yīng)參數(shù)h,f=freqz(b,a,nn,fs_value);（5）畫(huà)幅頻響應(yīng)圖plot(f,20*log(abs(h) （6）畫(huà)相頻響應(yīng)圖plot(f,angle(h);4.2.7信號(hào)的導(dǎo)入與濾波（1）導(dǎo)入wat信號(hào)filename,pathname=uigetfile(*.mat,select the data file); file=strcat(pathname,filename); x=importdata(file);（2）濾波用以設(shè)計(jì)好的濾波器對(duì)導(dǎo)入的信號(hào)進(jìn)行濾