MATLAB下频率取样法设计数字高通FIR滤波器：课程设计与实现

本课程设计任务书针对本科毕业生，要求学生利用MATLAB编程软件结合频率取样法设计一个数字高通FIR滤波器。该任务旨在考察学生的理论理解和实践操作能力，以及MATLAB在数字信号处理中的应用。 FIR滤波器部分，FIR（FINITE INTEGRAL FILTER）是一种基于有限冲激响应的滤波器，其特点是无反馈，稳定性好且幅度响应连续。设计时，需掌握FIR滤波器设计方法，特别是线性相位FIR滤波器，这种滤波器具有相位线性特性，能够提供平坦的过渡带，对于音频和通信系统中的信号处理尤其重要。 频率取样法是设计FIR滤波器的一种常用方法，它通过在理想滤波器的频率响应上取样，然后通过插值或者最小二乘法等方法逼近实际滤波器的设计。设计过程中需要考虑线性相位的约束条件，因为线性相位有助于保持信号的相位特性，避免引入额外的相位失真。同时，要理解逼近误差产生的原因，比如奈奎斯特采样定理可能导致的频率响应不精确，以及如何通过增加采样点、优化设计算法等方式减小误差。 MATLAB在这个过程中扮演了关键角色，作为一款强大的科学计算环境，它提供了丰富的工具箱和直观的图形用户界面，使滤波器设计变得直观和高效。学生需要熟悉MATLAB的基础操作，包括但不限于数值分析、矩阵运算和信号处理函数的使用，以便实现频率取样法的高通滤波器设计。 整个课程设计分为五个阶段：方案设计、软件设计、系统调试、撰写报告和总计5天的时间安排。设计过程不仅要求学生具备扎实的理论基础，还要锻炼他们的编程技能和解决问题的能力。通过这次实践，学生能够深化对数字信号处理的理解，学会如何运用MATLAB解决实际问题，并培养良好的科研文档写作习惯。最后，论文需包含摘要和关键词，如MATLAB、数字信号处理、数字滤波器、频率采样法等，以体现研究的核心内容和学术价值。