模拟带通滤波器论文焦筱飞

1、编号： 数字信号处理综合设计实 训 (论文)说明书题 目： 数字信号处理综合设计 院 （系）： 信息与通信学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2013 年 07 月 09 日2012-20132012-2013（二）信息与通信学院（二）信息与通信学院课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书指导教师指导教师姓名姓名学号学号姓名姓名项目名称项目名称数字信号处理综合实训数字信号处理综合实训项目项目类型类型软、硬件设计与制作专业专业电子信息工程项目设计要求：项目设计要求：1、主要技术要求:通过运放实现模拟带通滤波器要求：中心频率：f0=16KHZ品质因素：Q=1.6实现滤波

2、器阶数至少二阶或者二阶以上。需频率函数图，至少要 40 个点及以上。软件指标要求： 对任意给定指标能实现 IIR 数字低通、高通、带通、带阻滤波器。画出滤波器的时域波形和频域波形。 2、参考资料（2-3 篇）：1 王卫东.模拟电子电路基础，西安电子科技大学出版社，2003.2 王志刚，龚志星等.现代电子线路.北京：清华大学出版社，2003：3123143 王公望.现代电子电路应用基础.西安：西安电子科技大学出版社，2005：19254 杨拴科.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，2003：2222235 刘慧颖.MATLAB R2007 基础教程.北京：清华大学出版社，2008：28632

3、26 王琦，高军锋等.MATLAB 基础与应用实例集萃M.北京：人民邮电出版社,20077 罗建军，杨琦.MATLAB 教程M.北京：电子工业出版社，2007 3、完成形式：1、设计与制作可供实际检测的实物样机。2、完成课程设计报告。进度要求：进度要求：（一阶段完成电路板，二阶段完成软件设计实现，三阶段撰写论文、四阶段验收。）2013 年 7 月 2 日：完成硬件电路设计、调试； 2013 年 7 月 5 日：完成软件设计实现； 2013 年 7 月 9 日：撰写设计报告；2013 年 7 月 10 日：统一进行实物验收和软件作品，上交课程设计报告（格式、内容必须符合） ；项目验收方式： 1、

4、在规定的时间统一进行验收，验收时同时交设计报告。2、学生提供实物作品交验时要同时附上一份整理打印好的指标自测记录表；3、软件项目要上机运行检验，验收时提供一份打印的操作与功能简要说明。主要器件：精密波形发生器 ICL8038 一片； 运算放大器 OP07； 电阻、电容若干 。 桂林电子科技大学实训说明书用纸 1摘要带通滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰。用 LC 网络组成的无源滤波器在低频范围内有体积重量大，价格昂贵和衰减大等缺点，而用集成运放和 RC 网络组成的有源滤波

5、器则比较适用于低频，此外，它还具有一定的增益，且因输入与输出之间有良好的隔离而便于级联。由于大多数反映生理信息的光电信号具有频率低、幅度小、易受干扰等特点，因而 RC 有源滤波器普遍应用于光电弱信号检测电路中。数字滤波器因其精度高、可靠性好、灵活性大等优点，在语音信号处理、信号频谱估计、信号去噪、无线通信中的数字变频以及图像处理等工程实际应用中都很广泛。根据其冲击响应函数的时域特性可将数字滤波器分为 IIR（有限长冲击响应）和FIR（无限长冲击响应）。作为强大的计算软件，MATLAB 提供了编写图形用户界面的功能。所谓图形用户界面，简称为 GUI,是由各种图形对象，如图形窗口菜单按钮、文本框等

6、构建的用户界面。MATALB 可以创建图形用户界面 GUI，它是用户和计算机之间交流的工具。MATLAB将所有 GUl 支持的用户控件都集成在这个环境中并提供界面外观、属性和行为响应方式的设置方法，随着版本的提高，这种能力还会不断加强。而且具有强大的绘图功能，可以轻松的获得更高质量的曲线图。关键词：MATLAB；GUI；IIR 滤波器；FIR 滤波器；运算放大器；有源带通滤波器； 桂林电子科技大学实训说明书用纸 2AbstractThe function of the filter is to make certain frequency within the scope of the sig

7、nal, and the frequency by outside the scope curbed the signal or sharp attenuation. When the disturbance signal and the useful signal not in the same frequency range, can use filter to suppress the interference effectively. With LC network consisting of passive filter in the low frequency within the

8、 area, olume weight expensive and attenuation shortcomings, but with integrated op-amp and RC network consisting of active filter is more applicable to low frequency, in addition, it also has some of the gain, and because between the input and output has good isolation and facilitate cascade.Since m

9、ost reflect the photoelectric signal has a physical information low frequency and amplitude small, vulnerable to interference, and characteristics of the RC active filters widely applied electric light weak signal detection circuit. The hardware design is the UA741 to practice need function. Digital

10、 filter for its high accuracy, good reliability and flexibility big advantages in the speech signal processing, signal spectrum estimation, signal de-noising, wireless communication frequency conversion and the digital image processing and other projects in practical application are very extensive.

11、According to the characteristics of the function of shock response time can be divided into digital filter IIR (limited shock response) long and FIR (an infinite long shock response). As a powerful calculation software MATLAB graphical user interface provides write the function. The so-called the gr

12、aphical user interface, referred to as the GUI, is composed of graphics object, such as graphic window menu button, the text frame construction such as the user interface. MATALB can create the graphical user interface GUI, it is between a user and the com-puter communication tool. MATLAB will suppo

13、rt all GUl user controls are integrated in this environment and provide interface appearance, attributes and behaviors response of the setting method, with the way of improving the ability of the version, will also be constantly strengthen. And has strong drawing function, can easily get a higher qu

14、ality of the curve. Key words：Matlab; GUI; IIR filter; FIR filter; Operational amplifier; Active band-pass filter; 桂林电子科技大学实训说明书用纸 1目录引言.11滤波器介绍及设计方案.21.1滤波器的结构及介绍.21.2 原理与总体方案.22、硬件设计.32.1 电路图.32.2 芯片 OP07 介绍.43MULTISIM 仿真.53.1MULTISIM电路图.53.2MULTISIM仿真分析.54制板注意事项及调试.64.1注意事项.64.2调试.74.3测试结果和幅频图分析.

15、75软件设计.85.1MATLAB GUI 的简介.85.2IIR 和 FIR 数字滤波器设计原理.95.2.1 IIR 数字滤波器设计原理.95.2.2 FIR 数字滤波器设计原理.95.3IIR 和 FIR 滤波器设计思想.105.3.1 IIR 滤波器设计思想.105.3.2 FIR 滤波器设计思想.105.4基于 MATLAB GUI 的数字滤波器设计思路及实现.115.4.1“滤波器设计软件”设计所实现任务.115.4.2“滤波器设计软件”回调函数编写.126总结.15谢辞.17参考文献.18 桂林电子科技大学实训说明书用纸 2附录.19 桂林电子科技大学实训说明书用纸 1引言随着数

16、字化进程的不断推进，数字滤波器越来越广泛的应用在各个领域之中。但是模拟滤波器凭借自身的优势仍然有很高的研究价值。所有数字系统的前端，一般需要一个对微弱信号预处理的部分；在抽样量化之前，还需要一个对信号最高频率进行限制的处理。这些都只能使用模拟滤波器。RC 有源滤波器是模拟滤波器中最实用、应用范围最广泛的滤波器。其标准化电路的种类很少，仅使用及 R、C 元件，因此非常便于集成，这给推广应用带来革命性影响。本文基于这一点介绍了常用 RC 有源滤波器的结构，以基于实现巴特沃斯逼近的带通波器设计为例，完成了其设计过程，并利用电子仿真软件 MultiSim 进行了仿真。一个理想的带通滤波器应该有平稳的通

17、带（ bandpass,允许通过的频带） 如图0-1 所示，同时限制限制所有通带外频率的波通过。但是实际上，没有真正意义的理想带通滤波器。真实的滤波器无法完全过滤掉所设计的通带之外的频率的波。事实上，在理想通带边界有一部分频率衰减的区域，不能完全过滤，这一曲线被称做滚降斜率(roll-off)。滚降斜率通常用 dB 度量来表示频率的衰减程度。一般情况下，滤波器的设计就是把这一衰减区域做的尽可能的窄，以便该滤波器能最大限度接近完美通带的设计。图 0-1 理想的带通滤波器根据其冲击响应函数的时域特性可将数字滤波器分为 IIR（有限长冲击响应）和FIR（无限长冲击响应）。作为强大的计算软件，MATL

18、AB 提供了编写图形用户界面的功能。所谓图形用户界面，简称为 GUI,是由各种图形对象，如图形窗口菜单按钮、文本框等构建的用户界面。MATALB 可以创建图形用户界面 GUI，它是用户和计算机之间交流的工具。MATLAB将所有 GUl 支持的用户控件都集成在这个环境中并提供界面外观、属性和行为响应方 桂林电子科技大学实训说明书用纸 2式的设置方法,随着版本的提高,这种能力还会不断加强。而且具有强大的绘图功能,可以轻松的获得更高质量的曲线图。1滤波器介绍及设计方案1.1滤波器的结构及介绍通常用频率响应来描述滤波器的特性。对于滤波器的幅频响应，常把能够通过信号的频率范围定义为通带，而把受阻或衰减信

19、号的频率范围称为阻带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率。滤波器在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应，而在阻带内应具有无限大的幅度衰减。滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但 RC 网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。任何高阶滤波器都可由一阶和二阶滤波器级联而成。对于 n 为偶数的高阶滤波器，可以由 n/2 节二阶滤波器级联而成；而 n 为奇数的高阶滤波器可以由(n-1)/2 节二阶滤波器和一节一阶滤波器级联而成，因此一阶滤波器和二阶滤波器是高阶滤波器的基础。1.2 原理与总体方案工作原理：带通滤波器的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率

20、低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制。 图 1-1 二阶带通滤波器一个理想的滤波器应该有一个完全平坦的通带，例如在通带内没有增益或者衰减，并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉，另外，通带外的转换在极小的频率范围完成。实际上，并不存在理想的带通滤波器。滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉，尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。带通滤波电路的幅频响应与高通、低通滤波电路的幅频响应进行比较，不难发现低通与高通滤波电路相串联,可以构成带通滤波电路，条件是低通滤波电路的截止角频 桂林电子科技大学实训说明书用纸 3率 H大于高通滤波电路的截止角频率 n，两者覆盖的通带就提

21、供了一个带通响应。典型的带通滤波器（如图 1-1）可以从二阶低通滤波器中将其中一级改成高通而成，利用 OP07 芯片再将两个这样的滤波器串联即得四阶带通滤波器。其电路性能参数计算如下：通带增益 中心频率 通带宽度 选择性 而由题目给出 fh =1100HZ fL =900HZ 可得此 fo =1000HZ B=200HZ在中心频率计算公式中自定义给出 R1 、R2、C 值，又中心频率已知，即可算出 R3值；再在通带宽度公式中 B、R1、R2、R3、C 皆已知，即可得出 Rf与 R4 比值。设计出电路，如硬件设计中电路图。 2、硬件设计2.1 电路图 桂林电子科技大学实训说明书用纸 4图 2-1

22、 四阶带通滤波器 如电路图各硬件参数与公式中对应关系：即可算 f0=16000HZ,Q=1.6,图 2-1 是将两个二阶带通滤波器连接而成四阶带通滤波器。2.2 芯片 OP07 介绍 Op07 芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于 OP07具有非常低的输入失调电压（对于 OP07A 最大为 25V） ，所以 OP07 在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07 同时具有输入偏置电流低（OP07A 为2nA）和开环增益高（对于 OP07A 为 300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得 OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。特点：

23、超低偏移： 150V 最大 。 低输入偏置电流： 1.8nA 。 低失调电压漂移： 0.5V/ 。 超稳定，时间： 2V/month 最大 高电源电压范围： 3V 至22V图 2-2 OP07 引脚图主要参数：参数名称 测试条件 最小 典型 最大 单位 输入失调电压 U01.4V RS=0 -0.060.150.25mV输入失调电流 - -0.868nA输入偏置电流 - -1.879nA大信号电压增益 VCC = 15, RL =2K120400 -V/mV共模抑制比 Rs10k100120 -dB 桂林电子科技大学实训说明书用纸 53MultiSim 仿真3.1MultiSim 电路图二阶带

24、通滤波器的仿真电路图如图 3-1 所示：图 3-1 仿真电路图3.2MultiSim 仿真分析输入中心频率为 16KHZ 时的输出波形分析结果图如图 3-2 所示：图 3-2 在中心频率 16KHZ 时的输出波形 桂林电子科技大学实训说明书用纸 6当频率为 11KHZ 时的输出波形分析结果图如图 3-3 所示：图 3-3 频率为 11KHZ 时的输出波形当频率为 21KHZ 时的输出波形分析结果图如图 3-4 所示：图 3-4 频率为 21KHZ 时的输出波形4制板注意事项及调试4.1注意事项（1）电阻的标称值应尽可能接近设计值，这可以适当选用几个电阻串并联；尽可能采用金属膜电阻电容及容差小于

25、10%的电容，影响滤波器性能的主要因素是R/R、C/C及运放的功能。（2）在测试过程中，若某项指标偏差较大，则根据设计表调整修正相应元器件的 桂林电子科技大学实训说明书用纸 7值。（3）制作板子过程中，为了节省材料，节约资源，尽量用最少的东西完成最佳的功能。所以板子元器件布局紧密。而提高抗干扰能力，布线时尽量短，少。焊盘过孔设计合理。4.2调试对安装好的电路按一下方法进行调整和测试：（1） 、仔细检查装好的电路，确定元件与导线连接无误后，接通电源。由于该电路是用双电源来供电的，所以在接入电源的时候一定要小心才行，以免电源输入出错，导致芯片被烧坏，测试不错数据。（2） 、在电路的输入端Vi=0.

26、1V的正弦信号，慢慢改变输入的信号的频率，用示波器观察输出电压的变化。在滤波器的所要求的中心频率时，输出电压是否最大，假如不是最大，就慢慢调动R1和R2，使在输入16KHZ时幅度最大。假如是最大就测出幅度乘以0.707，求得幅度值，最后调动信号源的频率旋钮，使幅度值达到最大值的0.707倍，观看上下截止频率，求得带宽是否是10KHZ，假如不是也要继续调动R1和R3，这样重重复复调使数值符合要求为止。（3） 、观测其截止频率是否满足设计要求，若不满足设计要求应根据公式，确定应调整哪个元件才能使截止频率既能达到设计指标：中心频率f0=16khz，Q=1.6。输入信号Vi=0.1V，观察滤波器的下限

27、截止频率fL及输出电压Vout。按要求理论测试结果应为：在相对低频时，如中心频率f0=16khz，输出电压V=0.13v；在下限截至频率fL=11.6khz时，输出电压V=0.092v,在上限截至频率fH=21.6KHZ时，输出电影V=0.092v。（4） 、最后调动信号源的频率旋钮，在中心频率往两边递减或递加测出20个点一个对应的幅度值，记录下来，总共要记录40个对应值，以前后面用来画出带通滤波器的幅频特性图。4.3测试结果和幅频图分析电路板调试完成之后测出该电路板的40个频率对应的输出电压幅度的点，并用软件画出40个点的频谱图。电路测试得到的输出电压和频率fVo关系表4.1：表4.1 输出

28、电压和频率 fVo关系f/khz，Vo/mVf567891010.51111.51212.513V1015.222.833.46.62.672.83.092102.109.116 桂林电子科技大学实训说明书用纸 8o46622f13.51414.51515.51616.51717.51818.519Vo125.5126.2127.5129130130.3130128.5124.5123.5118.5111.5f19.52020.52121.321.52222.52323.52424.5Vo108.2102.89994.492.090.086.281.077.472.869.666.8f2526

29、2728293035404550Vo61.656.050.845.641.838.224.917.814.310.3它的幅频特性曲线为图4-1：0204060801001201405810.51213.51516.51819.5212223.525283550f/khzVo/mvvo图 4-1 幅频特性曲线5软件设计5.1MATLAB GUI 的简介MATLAB 是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，和 Mathematica、Maple 并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界

30、面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、 桂林电子科技大学实训说明书用纸 9金融建模设计与分析等领域。MATLAB 的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 来解算问题要比用 C，FORTRAN 等语言完相同的事情简捷得多，并且 mathwork 也吸收了像 Maple 等软件的优点,使 MATLAB 成为一个强大的数学软件。MATALB 可以创建图形用户界面 GUI(GraphicalUser Interface),它是用户和计算机之间交流的工具。MATLAB 将所有 GUl 支持的用户控

31、件都集成在这个环境中并提供界面外观、属性和行为响应方式的设置方法,随着版本的提高,这种能力还会不断加强。而且具有强大的绘图功能,可以轻松的获得更高质量的曲线图。5.2IIR 和 FIR 数字滤波器设计原理5.2.1 IIR 数字滤波器设计原理滤波器的设计质上是寻找一个既能物理实现，又能满足给定频率特性指标要求的系统传输函数。IIR 滤波器一般采用递归型的结构，系统的输入与输出服从 N 阶差分方程：相应的传输函数为：设计 IIR 数字滤波器就是要确定传输函数中的系数、或零极点增益、jaibic、A，使滤波器的频率特性满足给定的性能指标要求。设计原理主要包括两个方面：jd一是根据设计指标，先设计出

32、相应的模拟滤波器再通过脉冲响应不变法或双线性变换法转换成对应的数字滤波器；二是选择一种优准则。5.2.2 FIR 数字滤波器设计原理根据数字滤波器冲激响应的时域特征,可将数字滤波器分为 2 种,即无限长冲激响应滤波器(IIR DF)和有限长冲激响应滤波器(FIR DF)。FIR DF 具有突出的优点:系统总是稳定的、易于实现线性相位、允许设计多通带(或多阻带)滤波器。因此 FIR DF 在数字信号处理中得到广泛的应用。但与 IIR DF 相比,在满足同样的阻带衰减的情况下需要较高的阶数。滤波器阶数越高将占用更多的 DSP 运算时间。因此,对 FIR DF 的设计目标是在满足指标要求的情况下尽量

33、减少滤波器的阶数。数字滤波器可以理解为是一个计算程序或算法,将代表输入信号的数字时间序列转化为代表输出信号的数字时间序 桂林电子科技大学实训说明书用纸 10列,并在转化过程中,使信号按预定的形式变化。FIR DF 的冲激响应h ( k)是有限长的M 阶 FIR DF 系统函数可表示为：滤波器的输出：它的设计问题实质上是确定能满足所要求的转移序列或脉冲响应的常数问题,设计方法主要有窗函数法、频率采样法和等波纹最佳逼近法等。若要逼近的理想滤波器的频率响应为常用的有巴特沃思滤波器、切比雪夫型滤波器、椭圆滤波器和巴塞尔滤波器。5.3IIR 和 FIR 滤波器设计思想5.3.1 IIR 滤波器设计思想I

34、IR 滤波器设计思想是：利用已有的模拟滤波器设计理论，首先根据设计指标设计一个合适的模拟滤波器，然后再通过脉冲响应不变法或双线性变换法，完成从模拟到数字的变换。常用的模拟滤波器有巴特沃斯(Butterworth)滤波器、切比雪夫(Chebyshev) 滤波器、椭圆(Ellipse)滤波器、贝塞尔(Bessel)滤波器等，这些滤波器各有特点，供不同设计要求选用。滤波器的模拟数字变换，通常是复变函数的映射变换，也必须满足一定的要求由于数字滤波器传输函数只与频域的相对值有关，故在设计时可先将滤波器设计指标进行归一化处理，设采样频率为 Fs，归一化频率的计算公式是：利用完全设计法设计数字滤波器的步骤：

35、（1）将设计指标归一化处理。（2）根据归一化频率，确定最小阶数 N 和频率参数 Wn。可供选用的阶数选择函数有:buttord，cheblord，cheb2ord，ellipord 等。（3）运用最小阶数 N 设计模拟低通滤波器原型。根据最小阶数直接设计模拟低通滤波器原型，用到的函数有：butter，chebyl，cheby2，lip 和 bessel。如B,A=butter(N,Wn,type)设计type型巴特沃斯(Butterworth)滤波器 filter。N 为滤波器阶数，Wc 为截止频率，type 决定滤波器类型，type= high，设计高通 IIR 滤波器，ftype= sto

36、p，设计带阻 IIR 滤波器。 桂林电子科技大学实训说明书用纸 11（4）再用 freqz 函数验证设计结果。5.3.2 FIR 滤波器设计思想在这里我们利用窗函数法设计 FIR 滤波器。窗函数法又称傅立叶级数法，一般是先给定所要求的滤波器的频率响应 Hd(ejw)，求设计一个 FIR 滤波器的频率响应 H(ejw)来逼近 Hd(ejw)设计是在时域进行的，首先由傅立叶变换导出 hd(n)，因此 hd(n)一定是无限长的序列，而 h(n)是有限长的，即要用有限长的 h(n)来逼近无限长的 hd(n)，最有效的方法是截断 hd(n)，或者说用一个有限长的窗口函数 w(n)来截取 hd(n)，即：

37、(n)=hd(n)w(n)，因而窗函数的形状及长度的选择就很关键了。在 MATLAB 中常用的窗函数有矩形窗，Hanning 窗，Hamming 窗，Blackman 窗，Kaiser 窗等，这些窗函数各有优缺点，各有利弊，默认值是 Hamming 窗。利用完全设计法设计数字滤波器的步骤：（1）将设计指标归一化处理。（2）根据归一化频率，选择函数 buttord 确定最小阶数 N 和频率参数 Wn。（3）确定窗口值。Windows 指定窗函数类型，默认为 Hamming 窗；可选Hanning、Hamming、Blackman、triangle、bartlett 等窗，每种窗都可以由 Matl

38、ab 的相应函数生成。（4）确定传递函数的分母系数。函数 fir1 的调用格式为B=fir1(n,Wn,ftype,Windows)，同时选择在此函数中选择要设计的滤波器的类型。其中，n 为滤波器阶数，Wc 为截止频率 ftype 决定滤波器类型，ftype=high，设计高通 FIR 滤波器，ftype=stop，设计带阻 FIR 滤波器。（5）再用 freqz 函数验证设计结果。5.4基于 Matlab GUI 的数字滤波器设计思路及实现5.4.1“滤波器设计软件”设计所实现任务“滤波器设计软件”设计所实现任务如下：（1）能够实现人机交互；（2）在下拉“滤波器选择”菜单里选择 IIR 和

39、FIR 滤波器设计；（3）当选择 IIR 滤波器时，能够选择巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)滤波器、切比雪夫(Chebyshev)滤波器、椭圆(Ellipse)滤波器；（4）当选择 FIR 滤波器是，能够选择Boxar、Bartlett、Blackman、Hanning、Hamming、Kaiser 窗口设计滤波器。MATLAB 中的属性控制非常多，要设置哪些对象的属性，哪些可以不设置，都需针对具体问题具体分析解决。接下来再通过控件布置编辑器来设置控件的对齐方式及间距等，以完善界面功能。按要求设计好的“滤波器设计软件”主面板见图 5-1，共包括 桂林电子科技大

40、学实训说明书用纸 125 个区域：（1）图形区：用于显示各模块的仿真曲线；（2）参数设区：由个静态文本框和个编辑框以及类型选择按纽组成，实时的进行系统参数的设定和滤波器原型的选定；（3）对象模型区：由下拉菜单选定数字滤波器类型，当用户的输人参数发生变化时，可通过单击响应的“Run”按钮，实现设计结果的实时刷新与显示；（4）数据显示区：对应于图形显示结果，实时显示滤波器阶次和分子分母多项式系数。图 5-1“滤波器设计软件 ”主面5.4.2“滤波器设计软件”回调函数编写（1）“滤波器选择”菜单在“滤波器选择”菜单里选择 IIR 和 FIR 滤波器设计：选择 IIR 或者 FIR 屏蔽相应的选项，当

41、选择 IIR 选项时，使 FIR 的 Windows 的选择窗口不能使用，程序和效果图（图 5-2、图 5-3）如下：function DigitalFilter_Callback(hObject, eventdata, handles)%读取此时选择的滤波器选择， “IIR、FIR”DigitalFilter_value=get(handles.DigitalFilter,Value);%当选择了 IIR 时，使窗口选项屏蔽if(DigitalFilter_value=1)set(handles.FilterDesign,enable,on); 桂林电子科技大学实训说明书用纸 13set(h

42、andles.Windows,enable,off);%当选择了 FIR 时，使 IIR 的滤波器（Butterworth、Chebyshev等）选项屏蔽elseset(handles.FilterDesign,enable,off);set(handles.Windows,enable,on);end 图 5-2 IIR 滤波器选择 图 5-3 FIR 滤波器选择（2）“参数设置”菜单在“参数设置”菜单中选择滤波器频率参数：选择低通或者高通滤波器时，隐藏相应的带通和带阻的第二个临界频率，使其频率参数不能输入，程序和效果图（图 5-4、图 5-5）如下：function FilterType_

43、Callback(hObject, eventdata, handles)%当选择不同的滤波器类型时屏蔽相应的输入 FilterType_value=get(handles.FilterType,Value); %当选择低通滤波器时屏蔽Fp2、Fs2 if(FilterType_value=1) set(handles.Fp2,visible,off); set(handles.Fs2,visible,off); set(handles.text17,visible,off); set(handles.text19,visible,off); set(handles.text6,visible

44、,off); set(handles.text10,visible,off); %当选择高通滤波器时屏蔽Fp2、Fs2 else if(FilterType_value=2) set(handles.Fp2,visible,off); set(handles.Fs2,visible,off); set(handles.text17,visible,off); set(handles.text19,visible,off); set(handles.text6,visible,off); set(handles.text10,visible,off); %当选择带通滤波器时显示Fp2、Fs2 桂

45、林电子科技大学实训说明书用纸 14 else if(FilterType_value=3) set(handles.Fp2,visible,on); set(handles.Fs2,visible,on); set(handles.text17,visible,on); set(handles.text19,visible,on); set(handles.text6,visible,on); set(handles.text10,visible,on); else if(FilterType_value=4) set(handles.Fp2,visible,on); set(handles.

46、Fs2,visible,on); set(handles.text17,visible,on); set(handles.text19,visible,on); set(handles.text6,visible,on); set(handles.text10,visible,on); end end end end 图 5-4 低通、高通滤波器频率参数输入 图 5-5 带通、带阻滤波器频率参数输入（3） “最小阶数”和“用户自定义”按钮：在设计滤波器阶数时，可选择自定义阶数和利用最小阶数设计滤波器，并显示最小阶数 ，这里涉及的控件 Min Order 和Custom Order，其回调函数如

47、下：按钮 Min Order：选择使用最小阶数设置时，屏蔽自定义阶数的输入的程序如下：function MinOrder_Callback(hObject,eventdata,handles)MinOrder_value=get(handles.MinOrder,Value);if(MinOrder_value=1)set(handles.Order,visible,off); 桂林电子科技大学实训说明书用纸 15elseset(handles.Order,visible,on);end按钮 Custom Order：选择自定义阶数时，显示阶数输入框，如图 5-6 所示：function Cu

48、stomOrderButton_Callback(hObject,eventdata,handles)CustomOrderButton_value=get(handles.CustomOrderButton,Value);if(CustomOrderButton_value=0)set(handles.Order,visible,off);elseset(handles.Order,visible,on); end 图 5-6 自定义阶数（4）Run 按钮：根据输入的参数显示设计的滤波器的幅频特性和相频特性图，其程序如下：function Run_Callback(hObject,event

49、data,handles)%点击 Run 立即运行 AutoChoose,m 文件，实现滤波器设计程序AutoChoose(handles)（5）Auto Run 按钮：当选择了 Auto Run 按钮时，能够根据所选的 IIR 的滤波器（Butterworth、 Chebyshev等）、FIR 的窗口选项、图形显示类型（Linear、Logarithmic）立即显示滤波器的幅频特性和相频特性图，其中 IIR 的滤波器（Butterworth、 Chebyshev等）的回调函数程序如下：function FilterDesign_Callback(hObject,eventdata,handles)AutoRun_value=get(handles.AutoRun,Value);%当选择了 Filter（Butterworth、Chebyshev等）中一种 Filte