基于Matlab中FDATool工具箱的滤波器设计及相关文件的生成 滤波器, 工具箱

yuyang911220

一、摘要　　除了采用编程的方法实现滤波器之外，Matlab中自带工具箱FDATool也能很方便快速的实现滤波器的设计。另外FPGA、DSP等实现数字滤波器算法时，经常要用到滤波器系数，采用FDATool工具箱也能快速的得到滤波器系数。
二、实验平台　　Matlab7.1
三、实现步骤3.1 滤波器指标若需要设计一个16阶的FIR滤波器（h(0)=0），给定的参数如下：
(1) 低通滤波器
(2) 采样频率Fs为48kHz，滤波器Fc为10.8kHz
(3) 输入序列位宽为9位（最高位为符号位）
在此利用MATLAB来完成FIR滤波器系数的确定。
3.2 打开MATLAB的FDAToolMATLAB集成了一套功能强大的滤波器设计工具FDATool（Filter Design & Analysis Tool），可以完成多种滤波器的设计、分析和性能评估。
单击MATLAB主窗口下方的“Start”按钮，如图B.1所示，选择菜单“ToolBox” →“Filter Design” →“Filter Design & Analysis Tool（FDATool）”命令，打开FDATool，如图B.2所示。


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图B.1 FDATool的启动

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图B.2 FDATool的主界面
另外，在MATLAB主命令窗口内键入“fdatool”，同样可打开FDATool程序界面。
3.3 选择Design FilterFDATool界面左下侧排列了一组工具按钮，其功能分别如下所述：
● 创建多速率滤波器（Create a Multirate Filter）
● 滤波器转换（TransForm Filter）
● 设置量化参数（Set Quantization Parameters）
● 实现模型（Realize Model）
● 零极点编辑器（Pole-zero Editor）
● 导入滤波器（Import Filter）
● 设计滤波器（Design Filter）
选择其中的按钮，进入设计滤波器界面，进行下列选择，如图B.3所示。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　图B.3 FDATool设计FIR滤波器
● 滤波器类型（Filer Type）为低通（Low Pass）
● 设计方法（Design Method）为FIR，采用窗函数法（Window）
● 滤波器阶数（Filter order）定制为15
● 窗口类型为Kaiser，Beta为0.5
● Fs为48kHz，Fc为10.8kHz
最后单击Design Filter图标，让MATLAB计算FIR滤波器系数并作相关分析。
其系统函数H(z)可用下式来表示：
H(z)=
显然上式可以写成:
H(z)=
即可以看成是一个15阶的FIR滤波器的输出结果经过了一个单位延时单元，所以在FDATool中,把它看成15阶FIR滤波器来计算参数。
因此，设置滤波器阶数时，要比要求的小1。