MATLAB多方法数字滤波器设计与仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，整合冲击响应不变法、双线性Z变换法及巴特沃斯、椭圆函数等多种设计方法，实现低通、高通、带通、带阻数字滤波器的自动生成与性能分析，支持频率响应与零极点分布可视化对比。

详 情 说 明

基于多方法对比的数字滤波器设计与仿真系统

项目介绍

本项目是一个集成化的数字滤波器设计与仿真平台，旨在通过对比分析不同的滤波器设计方法（包括冲击响应不变法、双线性Z变换法，以及基于巴特沃斯和椭圆函数原型的模拟滤波器设计），系统性地实现各类数字滤波器的设计、性能验证与可视化分析。系统能够生成详细的频率响应特性、零极点分布，并通过直观的时域和频域对比展示滤波效果，为数字信号处理教学与研究提供实用工具。

功能特性

• 多方法设计支持：支持冲击响应不变法、双线性Z变换法，并可选用巴特沃斯或椭圆函数作为模拟原型。
• 全类型滤波器覆盖：能够设计低通、高通、带通、带阻四种基本类型的数字滤波器。
• 灵活的参数输入：允许用户自定义滤波器关键性能指标（截止频率、衰减要求）、滤波器阶数以及系统采样频率。
• 多样化测试信号：可选择预设的多频率正弦组合信号，也支持用户导入自定义时域信号进行滤波测试。
• 全面的输出与分析：

* 生成滤波器的传递函数系数。 * 绘制幅频响应和相频响应曲线。 * 展示Z平面上的零极点分布图。 * 提供滤波器阶数验证报告。 * 对比显示滤波前后信号的时域波形和频谱图。 * 生成不同设计方法的性能对比表格（如过渡带宽度、计算复杂度等）。

使用方法

1. 配置设计参数：运行主程序后，根据提示或图形界面输入滤波器类型、性能指标（通带/阻带截止频率、衰减）、模拟原型类型与阶数、采样频率等参数。
2. 选择或输入测试信号：选择使用内置测试信号或加载自定义信号文件。
3. 执行设计与仿真：系统将根据所选方法自动完成滤波器设计，并进行信号滤波仿真。
4. 查看与分析结果：系统将自动生成并显示所有预设的输出图表和报告，用户可据此分析不同设计方法的优劣与适用场景。

系统要求

• 操作系统: Windows / macOS / Linux
• 软件环境: MATLAB R2018a 或更高版本
• 必要工具箱: Signal Processing Toolbox（信号处理工具箱）

文件说明

主程序文件承担了系统的核心调度与功能集成。它主要负责引导用户完成滤波器设计参数的输入，根据用户选择的算法调用相应的设计模块，执行滤波仿真，并最终将设计结果（包括滤波器系数、各类响应曲线、零极点图以及信号滤波对比图等）进行综合计算与图形化展示。