摘要

本文主要通过matlab研究设计了无限脉冲响应（IIR,Infinite Impulse Response）滤波器，输入和输出信号皆为数字信号。以往传统的数字滤波器设计方法步骤繁琐，计算环节繁杂，一旦设计完成，无法便捷修改滤波器特性曲线，十分不便，以上缺点极大的限制了数字滤波器的发展和应用。而MATLAB及其附带的工具箱功能十分强大，我们利用该软件设计上述滤波器，本文主要从滤波器的类型、设计方法、响应类型和频谱这几个方面来分析IIR滤波器的性能，并设计GUI界面，通过界面，用户可以根据自身需求来设计滤波器，并进行可视化对比分析，可以做到随时把结果曲线与目标滤波特性曲线对比，从而做出改进，节省时间和工作量，优点十分显著。

关键词：matlab、数字滤波器、IIR滤波器

第一章绪论

1.1数字滤波器的研究背景与意义

人类社会进步到21世纪，已经进入了数字化时代，特别是2018年，在互联网普及的前提之下，人工智能的飞速发展，可以说现在的世界是数字化的世界，是大数据的世界。那么数据的处理就和我们的生活息息相关，是我们生活不可分割的一部分。在军事领域，数字信号的处理是研制尖端武器的基础，关系到国家和人民的安全；在工业领域，电子产品的研发离不开数字信息处理，现在的智能手机、电脑、液晶电视、多媒体设备，都依赖于数字信号处理，对于企业利益而言，数字化产品不仅仅可以节省成本更是市场的需求。由此看来，数字信号的处理关系到各行各业的发展，每个领域都需要用到数字信号处理这项技术，同时该技术和不同学科交叉起来又可以产生新的技术，从而推动社会的进步和经济的发展。而数字滤波器在数字信号处理领域可以说是能撑起半边天的角色。

何谓滤波器。滤波器就是将接受到的数字信号序列，经过各种算法进行处理，输出符合用户需求的具有可选择性传输的数字信号变换系统。数字信号处理算法包括有穷性和精度有限性的算法，主要是对输入信号进行数字变换处理。这个系统可以使得输入信号的频率谱图和振幅谱图发生形变，通过这种形变保留用户需要的信号，或者是增强需要的信号，去除或者尽量抑制用户不需要的信号频率，然后把经过处理以后的信号进行分析处理。

滤波器可以分为数字信号滤波器和模拟信号滤波器两种，这两种滤波器都差不多，原理意义，在特性上有所不同，数字滤波器灵活性比较强，可以随时调整频谱，稳定性高精度也高，联系现实生活，现在的数字电视比以前通过卫星电视要清楚很多，以前的卫星电视会有信号不良的情况，现在的数字电视非常稳定，收到的台也很多，光纤电视的出现，更是让电视更加稳定清晰。按照数字滤波器的脉冲响应时域特性我们把其分为两种：分别是无限脉冲响应（IIR,Infinite Impulse Response）滤波器和有限脉冲响应（FIR,Finite Impulse Response）滤波器。本文研究的是前者。

数字滤波器应用广泛：在家用电器领域，电视机、电子计算机、收音机和影碟机等都需要滤波器：在医疗设备领域，X光扫描仪、CT扫描仪、核磁共振仪以及其他扫描设备均需要数字滤波器：在军事科技领域，各类通讯设备、雷达监控设备、载具导航系统以及飞机坦克潜艇等内部电控系统都离不开数字滤波器。一言以蔽之，在现代社会中，凡是有电子设备参与的领域，都离不开数字滤波器所发挥的巨大作用。