黄波

摘 要：数字通信系统传输数字信号时经常混杂着各种频率的干扰信号，数字滤波器可以利用数值运算，起到其他模拟滤波器根本无法实现的杂波滤除作用。本文首先讨论了数字滤波器的原理，进一步给出了巴特沃斯数字滤波器的设计思路，然后利用MATLAB软件实现了对巴特沃斯数字滤波器的仿真试验，分析了巴特沃斯数字滤波器的各类幅频特性、相关的设计方法和对应的设计步骤等。通过巴特沃斯数字滤波器的设计与实现，完成了低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波的仿真试验，最后得到巴特沃斯数字滤波器的幅频特性曲线，并研究了巴特沃斯数字滤波器的相关幅频特性。

关键词：数字滤波器;巴特沃斯;MATLAB;幅频特性

中图分类号：TN951     文献标识码：A     文章编号：1003-5168（2021）36-0010-03

Design and Simulation of Butterworth Digital Filter

HUANG Bo

（School of electronic information and electrical engineering，Chengdu University，Chengdu Sichuan 610106）

Absrtact：When transmitting digital signals， digital communication systems are often mixed with interference signals of various frequencies. Digital filters can use numerical operation to achieve clutter filtering that other analog filters can not achieve at all. This paper first discusses the principle of digital filter， further gives the design idea of Butterworth digital filter， then realizes the simulation of Butterworth digital filter by using MATLAB software， and analyzes various amplitude frequency characteristics， relevant design methods and corresponding design steps of Butterworth digital filter， through the design and implementation of Butterworth digital filter， the simulation of low-pass filter， high pass filter， band-pass filter and band stop filter are completed. Finally， the amplitude frequency characteristic curve of Butterworth digital filter is obtained， and the related amplitude frequency characteristics of Butterworth digital filter are studied.

Keywords： digital filter; butterworth; MATLAB; amplitude frequency characteristic

數字滤波器作为数字信号处理的基础单元，可以完成对数字信号实现信号过滤、信号检测和相关参数估计等处理工作。伴随着全球信息化、数字信号处理时代的到来，数字滤波器技术处理已经成为一门非常重要的应用学科和应用技术领域。数字通信系统在进行数字信号传输处理时，传输信号中经常不可避免地混杂各种类型频率的干扰信号，所以相当多的信号分析处理都是基于数字滤波器而展开工作的。这种数字滤波器不仅具有非常高的精度和可靠性，还具有程控改变相关特性或复用、系统比较容易集成处理等优势。数字滤波器在数字语言信号处理、数字图像信号的处理、数字医学生物信号的处理以及其他领域都得到了广泛的应用[1]。……