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语音信号的录制MATLAB程序设计两种数字滤波器的对比分析论文成果论文结构数字信号处理1MATLAB介绍2数字滤波器介绍3数字滤波器程序设计4绪论数字信号处理数字信号处理概述数字信号处理含义及学科数字信号处理系统的特点数字信号处理的实现方法数字信号处理含义数字信号处理学科数字信号处理概述什么是数字信号处理？什么是数字信号处理？数字信号处理，就是以数值计算的方法对信号进行采集、变换、综合、估计与识别等加工处理。借以达到提取信息和便于应用的目的。数字信号处理含义广义的理解:数字信号处理技术——DigitalSignalProcessingDSP狭义的理解:数字信号处理器——DigitalSignalProcessor。数字信号处理学科信号的采集。离散信号的分析。离散时间线性时不变系统分析。数字滤波技术。信号的建模。信号估计理论。谱分析理论。信号处理中的特殊算法。数字信号处理的实现。数字信号处理的应用。数字信号处理特点精度高。灵活性强。可靠性好。容易大规模集成。时分复用。多维处理。数字信号处理实现方法通用计算机软件特殊用途芯片通用芯片单片机MATLAB概述MATLABMATLAB简介MATLAB特点MATALB构成MATLAB信号处理工具滤波器设计与参数设置信号频谱分析和滤波设计工具SPToolSignalProcessingToolbox提供的具体功能滤波器设计与分析工具FDAToolMATALB简介MATrixLABoratoryMathWorksMATALB特点基本数据类型是双精度的、无需定义的、下标从1开始的复数矩阵。有命令行操作（像一个高级计算器）和编程执行两种使用方法，分别适用于简单的草稿式计算和复杂的应用开发。绝大多数MATLAB函数的输入输出参数个数都是可变的，调用函数时输入输出参数的个数不同，函数完成的功能会有一定的差异。操作界面友好，编程语言简练，算法高效准确，图形显示和数据可视化功能强大。帮助系统非常完善，内容包括各个组件的入门指南、完全用户手册和示例演示等，且有多种获取和使用帮助的简便方法。采用开放性结构结构设计。MATALB构成•集成开发环境•数学函数库•MATLAB语言•句柄图形系统•应用程序接口库（APIs）和MATLAB编译器SignalProcessingToolbox提供的具体功能大量的信号和线性系统模型；数字及模拟滤波器设计、分析及实现，包含幅值、相位、零极点、脉冲响应及阶跃响应等；方便的FFT、DCT、Hilbert及其他变换；统计信号处理，用统计方法进行时间序列数据建模及谱分析；多速率信号处理；波形生成、窗口生成，以及集成的图形界面用于滤波器设计、分析、谱分析及信号的可视化测量。滤波器设计与分析工具FDAToolFDATool主窗口信号频谱分析和滤波设计工具SPToolSPTool主窗口数字滤波器概述数字滤波器数字滤波器分类数字滤波器实现IIR和FIR滤波器基本结构数字滤波器基本原理数字滤波器设计步骤数字滤波器主要性能指标IIR和FIR滤波器设计方法IIR滤波器基本结构IIR滤波器基本结构IIR滤波器设计方法FIR滤波器设计方法数字滤波器概述什么是数字滤波器？什么是数字滤波器？数字滤波器的实质是用一有限精度算法实现的离散时间线性时不变系统，以完成对信号进行滤波处理的功能。数字滤波器分类功能低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器全通滤波器各类理想数字滤波器的频率特性无限冲激响应（IIR）数字滤波器有限冲激响应（FIR）数字滤波器如果按实现的网络结构或单位冲激响应的时长。怎么分类呢？数字滤波器基本原理离散LSI系统对信号的相应过程实际上就是对信号进行滤波的过程。因此，离散LSI系统又称为数字滤波器。一个离散LSI系统可以用系统函数来表示：也可以用查分方程来表示：kkmmNkkkmMmmzazazazbzbzbbzazbzazbzXzYzH2211221101011)()()()(）（NkMmmkmnxbknyany10)()()(当至少有一个不为0时，则在有限z平面上存在极点，表达的是一个IIR数字滤波器ka当全都为0时，系统不存在极点，表达的是一个FIR数字滤波器kaFIR数字滤波器可以看成是IIR数字滤波器的ak全都为0时的一个特例。数字滤波器实现软、硬件实现网络结构形式IIR、FIR的系统函数IIR滤波器基本结构IIR滤波器基本结构直接形式级联形式并联形式FIR滤波器基本结构IIR滤波器基本结构直接形式级联形式线性相位形式频率采样形式数字滤波器设计步骤用一个因果的稳定的系统函数逼近性能要求。按照实际需要确定滤波器的性能要求用有限精度的运算实现系统函数。①②③数字滤波器主要技术指标数字滤波器主要性能指标特征频率增益与损耗阻尼系数与品质因数灵敏度群延时系数IIR滤波器设计方法IIR滤波器设计方法模拟原型法直接设计法参数设计法模拟原型法（chebyshevⅠ为例）模拟滤波器到数字滤波器的变换模拟域频率变换设计模拟原型滤波器选择滤波器阶数利用冲激响应不变法实现的函数impinvar低通到带阻模拟滤波器变换函数lp2bsChebyshevⅠ型模拟滤波器原型函数cheb1ap选择ChebyshevⅠ型滤波器阶数的函数cheb1ordFIR滤波器设计方法IIR滤波器基本结构窗函数设计法频率采样设计法最优化设计法窗函数法常用窗函数巴特利特窗矩形窗汉宁窗（FIR低通）海明窗凯泽窗（FIR带阻）布莱克窗窗函数设计五步骤给定所要求的频率响应函数Hd(ejω)对该频率响应函数做傅立叶逆变换，求取理想滤波器的单位冲激响应Hd(n)由过渡带宽和阻带最小衰减等指标要求，选取窗函数类型及窗的长度求得所设计FIR滤波器的单位冲激响应H(n)=Hd(n)*w(n)计算频率响应函数H(ejω)，并检验其是否满足性能要求数字滤波器的设计程序设计比较数字语音图躁声信号图IIR和FIR数字滤波器比较IIR和FIR数字滤波器设计IIR和FIR低通数字滤波器设计IIR和FIR带阻数字滤波器设计数字语音波形图及频谱图程序设计数字滤波器语音信号采集和分析IIR低通带阻FIR低通带阻两种低通滤波器的幅频特性低通滤波器滤除白噪声前后对比两种低通滤波器相频特性对比加入单频噪声后语音信号图两种带阻滤波器的幅频特性带阻滤波器滤除单频噪声前后对比两种带阻滤波器相频特性对比IIR和FIR数字滤波器比较FIR阶数很高IIR保留模拟滤波器特性，应用很广FIR保证精确、格的线性相位特性，价格较贵IIR滤波器用递归结构，反馈支路的存在使系统对稳定性要求高实际使用场合相位要求不敏感的场合（如语音通信等），选IIR滤波器对波形上携带信息的传输系统（如图像信号处理、数据传输等），选FIR滤波器精品课件！精品课件！