FIR数字滤波器的设计及其MATLAB实现开题报告(一)

国内、外现状及研究概况

随着微电子技术的发展，数字信号处理技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其它学科；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。数字滤波器是数字信号处理中的核心环节，它是谱分析、雷达信号处理、通信信号处理应用中的基本处理算法，在数字音频、图像处理、数据传输、生物医学等领域得到了广泛应用。

数字滤波器按单位脉冲响应的性质可分为无限长单位脉冲响应（Infinite Impulse Response，IIR）和有限长单位脉冲响应滤波器（Finite Impulse Response，FIR）两种。而FIR数字滤波器因其具有严格的线性相位，系统总是稳定等特点而广泛应用与数字信号处理的各个领域，因此是一个重要的研究课题。

目前数字滤波器的设计有许多现成的高级语言设计程序，但它们都存在设计效率低，不具有可视图形，不便于修改参数等缺点，使传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。而MATLAB为数字滤波的研究和应用提供了一个直观、高效、便捷的利器。它以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个交互式的工作环境中。尤其是MATLAB工具箱使各个领域的研究人员可以直观方便地进行科学研究于工程应用。其中的信号处理工具箱、图像处理工具箱、小波处理工具箱等更是为数字滤波器研究的蓬勃发展提供了可能。MATLAB是一门计算机编程语言，本意是专门以矩阵的方式来处理计算机数据，它把数值计算和可视化环境集成到一起，非常直观，而且提供了大量的函数，使其越来越受到人们的喜爱，工具箱越来越多，应用范围也越来越广泛。

研究目标、解决的主要问题

研究目标：

设计FIR数字滤波器，并用MATLAB仿真。

解决的主要问题：

1、阐述FIR数字滤波器的基本原理。

2、给出FIR数字滤波器的直接型、级联型、线性相位和频率采样结构，并进行比较。

3、采用窗函数法、频率采样法、切比雪夫等波纹逼近法设计FIR数字滤波器。

4、采用MATLAB软件对FIR数字滤波器进行仿真。

难点、关键、创新点

难点：

FIR滤波器的设计方法中，主要以窗函数设计法、插值逼近法和切比雪夫一致逼近法这三种为主，其中以窗函数设计方法为最普遍。窗函数设计法、插值逼近法和切比雪夫一致逼近法的基本思想、设计原理及误差分析。