基于PM算法的数字微分器设计

    王艳文 岳学强

    【摘要】本文利用PM算法实现了数字微分器的matlab设计，程序运行结果符合数字微分器的设计技术要求。

    【关键词】matlab；滤波器；数字微分器； PM算法

    数字滤波是数字信号处理的基本方法，与模拟滤波器相比有很多优点，其精度高、成本低、稳定可靠性强、适应范围广，避免了模拟滤波固有的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。数字滤波器包括有限长FIR（finite impulse response）滤波器和无限长IIR（infinite impulse response）滤波器。FIR数字滤波器幅频特性精度比IIR低，且滤波器所需阶次比较高，但是它拥有很好的线性相位特性，即不同频率分量的信号经过FIR滤波器后其时间差不变。

    MATLAB是美国MathWorks公司推出的一套用于工程计算的可视化高性能语言与软件环境，是数字信号处理技术实现的重要手段。Matlab信号处理工具箱采用Parks-McClellan算法（简称PM算法）实现线性相位FIR数字滤波器的等波纹最佳一致逼近设计。与其他设计法相比，其优点是：设计指标相同时，使滤波器阶数最低；或阶数相同时，使带通最平坦，阻带最小衰减最大；通带和阻带均为等波纹形式，最适合设计片段常数特性的滤波器。本文采用PM算法实现数字微分器的设计。

    一、程序设计及运行结果

    二、结果分析

    由运行程序的滤波器脉冲响应和频域曲线（如图1所示）可以看出，所设计的数字微分器满足设计要求。

    三、结语

    利用MATLAB设计滤波器方法简单、快捷直观。本文采用PM算法，利用MATLAB设计了数字微分器，程序运行结果符合设计技术指标要求，取得了较理想的实验效果。

    参考文献

    [1]祁才君.数字信号处理技术的算法分析与应用[M].北京：机械工业出版社，2005：24-25

    [2]段佳佳.基于MATLAB的FIR滤波器的设计.电子测试[J]. 2011：（8）19-21

    [3]董长虹.Matlab信号处理与应用[M].北京：国防工业出版社，2005：118-124

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