基于PM算法的數(shù)字微分器設(shè)計(jì)

王艷文 岳學(xué)強(qiáng)

【摘要】本文利用PM算法實(shí)現(xiàn)了數(shù)字微分器的matlab設(shè)計(jì)，程序運(yùn)行結(jié)果符合數(shù)字微分器的設(shè)計(jì)技術(shù)要求。

【關(guān)鍵詞】matlab；濾波器；數(shù)字微分器； PM算法

數(shù)字濾波是數(shù)字信號(hào)處理的基本方法，與模擬濾波器相比有很多優(yōu)點(diǎn)，其精度高、成本低、穩(wěn)定可靠性強(qiáng)、適應(yīng)范圍廣，避免了模擬濾波固有的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問(wèn)題。數(shù)字濾波器包括有限長(zhǎng)FIR（finite impulse response）濾波器和無(wú)限長(zhǎng)IIR（infinite impulse response）濾波器。FIR數(shù)字濾波器幅頻特性精度比IIR低，且濾波器所需階次比較高，但是它擁有很好的線性相位特性，即不同頻率分量的信號(hào)經(jīng)過(guò)FIR濾波器后其時(shí)間差不變。

MATLAB是美國(guó)MathWorks公司推出的一套用于工程計(jì)算的可視化高性能語(yǔ)言與軟件環(huán)境，是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要手段。Matlab信號(hào)處理工具箱采用Parks-McClellan算法（簡(jiǎn)稱PM算法）實(shí)現(xiàn)線性相位FIR數(shù)字濾波器的等波紋最佳一致逼近設(shè)計(jì)。與其他設(shè)計(jì)法相比，其優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)計(jì)指標(biāo)相同時(shí)，使濾波器階數(shù)最低；或階數(shù)相同時(shí)，使帶通最平坦，阻帶最小衰減最大；通帶和阻帶均為等波紋形式，最適合設(shè)計(jì)片段常數(shù)特性的濾波器。本文采用PM算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字微分器的設(shè)計(jì)。

一、程序設(shè)計(jì)及運(yùn)行結(jié)果

二、結(jié)果分析

由運(yùn)行程序的濾波器脈沖響應(yīng)和頻域曲線（如圖1所示）可以看出，所設(shè)計(jì)的數(shù)字微分器滿足設(shè)計(jì)要求。

三、結(jié)語(yǔ)

利用MATLAB設(shè)計(jì)濾波器方法簡(jiǎn)單、快捷直觀。本文采用PM算法，利用MATLAB設(shè)計(jì)了數(shù)字微分器，程序運(yùn)行結(jié)果符合設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求，取得了較理想的實(shí)驗(yàn)效果。

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