基于Matlab的FIR滤波器设计

测试环境包括使用安捷伦E5071C网络分析仪，覆盖频段从9KHz到8.5GHz，最多可取401个点。测试方法采用Kelven提出的四点测量原理，通过两端口测试，能够精确测量超低阻抗。这种方法可忽略电压表的接触电阻，使得测量精度达到mohm级别以下。

将介绍如何在Matlab中实现数字FIR滤波器，包括高通、带通、低通和带阻滤波器的程序。通过示例代码和步骤指导，帮助用户快速掌握滤波器设计与实现的方法。

DFiltMPFIR 函数用于设计最小相位 FIR 滤波器。其工作原理如下： 调用 DFiltFIR 函数（单独提供）设计双倍长度滤波器。DFiltFIR 允许对响应进行限制，通过设置限制条件强制响应为正，进而得到具有双阶阻带零点的线性相位滤波器。 由于得到的双倍长度线性相位滤波器具有双阶阻带零点，因此可以将其分解为最小相位和最大相位滤波器的乘积，这两个分量滤波器具有相同的幅度响应。 DFiltMPFIR 将滤波器分解为组成部分。它利用 DFiltFIR 输出的阻带中极值位置识别双阶阻带零点。 使用多项式求根算法找到双倍长度滤波器的根。然后，排除与阻带零点对应的根，因为 DFiltFIR 提供的根信息比求根算法得到的信息更准确。 将剩余的根分解为单位圆内部和外部的根，从而将零点隔离为滤波器因子的零点。

介绍了FIR滤波器的FPGA实现方法，并利用Quartus II和MATLAB软件进行联合仿真验证。首先，阐述了FIR滤波器的基本原理和FPGA实现的优势。接着，详细介绍了使用MATLAB设计FIR滤波器系数，并将其转换为硬件描述语言（HDL）代码的过程。随后，利用Quartus II软件进行FPGA的配置、编译和下载，并将设计好的FIR滤波器模块集成到FPGA平台上。最后，通过MATLAB生成测试信号，并与FPGA输出结果进行比较，验证了设计的正确性和性能。 该方法有效地结合了MATLAB在信号处理方面的优势和FPGA在硬件实现方面的优势，为FIR滤波器的设计和验证提供了一种高效可靠的解决方案，在数字信号处理领域具有广泛的应用前景。

使用Matlab编写FIR滤波器，采用Lattice结构实现全零点设计。这种设计方法可以有效地优化滤波器性能。

利用MATLAB FilterDesigner工具设计FIR低通滤波器，并演示其在实际信号处理中的应用效果。

根据理想全通滤波器特性，设计均衡器以消除信道传输后线性调频信号的失真。通过对比各通道与参考信道的特性，采用FIR滤波器模拟抛物线型群时延的IIR滤波器。此外，探究了信噪比对均衡效果的影响。

利用Matlab设计了一个特征阻抗为50欧的四阶切比雪夫低通滤波器，其截止频率为1GHz。滤波器在通带内的衰减不超过3dB。通过Matlab编写了滤波器频率响应随频率变化的波形图和系统函数随频率变化的曲线。

FOSEEDSP提供了一套Matlab代码，包括了使用Scilab编写的IIR陷波滤波器、ca2tf和firlp2lp Matlab函数。ca2tf函数用于计算耦合全通滤波器的平均传递函数H(z)，表达为H(z)=B(z)/A(z)=1/2*[H1(z)+H2(z)]，其中H1(z)和H2(z)为滤波器语法通过。例如，d1=1:10；d2=[1 2 3 4 5]；[b,a]=ca2tf([d1,d2])。firlp2lp函数将FIR Type I低通滤波器转换为反向带宽的FIR Type I低通滤波器，确保零相位响应Hr(w)。带通和通带阻带波动被互换。例如，[x]=ffilt('lp',15,.1,.4)；c=firlp2lp(x)；[hzm,fr]=frmag(x,1,256)；图示（2 fr，hzm）。