（五）两种滤波器比较及结论
窗函数法中相位响应有严格的线性,不存在稳定性问题, 设计简单。双线性变换不会出现由于高频部分超过折叠频率而混淆到低频部分去的现象，但会产生频率混碟现象，使数字滤波器的频响偏移模拟滤波器的频响。
在对语音信号进行滤波的时候，双线性低通滤波器的滤波效果最好，滤波后的语音信号失真比较小，高通和带通的失真都较大。由此可知人的语音信号的能量主要集中在低频部分。 在用窗函数设计滤波器的时候，由于所给指标的阻带衰减比较大，对所选窗的要求比较苛刻，而且很难达到所给指标。由公式N＞=a*fc/|fp-fs|或公式N=1+（As-7.95）*fc/[14.36*|fp-fs|]可算得阶数N＞=3。但实际在仿真的过程中发现要想达到阻带的最小衰减为100，
阶数N得选很大，约在800左右。因为对如此大阶数的滤波器在实现的时候很困难，所以在本设计中选择N=49。
由滤波器的频谱图和滤波前后的语音信号的频谱图对比可知本设计选用双线性变换法设计的IIR滤波器比较好。在同样的技术指标的要求下，IIR滤波器所要求的阶数N也比较小，实现起来比较容易。
事实上， IIR滤波器系统函数的极点可以在单位圆内的任何位置，实现IIR滤波器的阶次较低，所用的存储单元较少，效率高，且IIR数字滤波器能够保留一些模拟滤波器的优良特性。但是这些特性是以牺牲线性相位频率特性为代价的，即用Butterworth、chelbchev和椭圆法设计的数字滤波器逼近理想的滤波器的幅度频率特性，得到的滤波器往往是非线性的。在许多电子系统中，对幅度频率特性和线性相位特性都有较高的要求，所以IIR滤波器在这些系统中往往难以胜任。有限长单位冲激响应(FIR)数字滤波器具有以下优良的特点：可在设计任意幅度频率特性滤波器的同时，保证精确、严格的线性相位特性。FIR数字滤波器的单位冲激响应h(n)是有限长的，可以用一个固定的系统来实现，因而FIR数字滤波器可以做成因果稳定系统。允许设计多通带(多阻带)系统。
五 实验思考
1．双线性变换法中Ω和ω之间的关系是非线性的，在实验中你注意到这种非线性关系了吗？从哪几种数字滤波器的幅频特性曲线中可以观察到这种非线性关系？
答：注意到了。双线性变换消除了混叠，但同时带来了严重的非线性失真。从双线性变换法设计各种滤波器的幅频特性中均可看住这种非线性关系。
2．能否利用公式完成脉冲响应不变法的数字滤波器设计？为什么？
答：能。脉冲响应不变法的设计原理是利用数字滤波器的单位抽样响应序列H(z)来逼近模拟滤波器的冲激响应g(t)。按照脉冲响应不变法的原理，通过模拟滤波器的系统传递函数G(s)，可以直接求得数字滤波器的系统函数H(z)，其转换步骤如下：
1) 利用ω=ΩT(可由关系式变；
2) 求解低通模拟滤波器的传递函数G(s)；
3) 将模拟滤波器的传递函数G(s)转换为数字滤波器的传递函数H(z)。
推导出)，将
，
转换成
，Ω，而
，
不
但是应该注意的是，尽管通过冲激响应不变法求取数字滤波器的系统传递函数比较方便，并具有良好的时域逼近特性，但若G(s)不是带限的，或是抽样频率不高，那么在中将发生混叠失真，数字滤波器的频率响应不能重现模拟滤波器的频率响应。只有当模拟滤波器的频率响应在超过折叠频率后的衰减很大时，混叠失真才很小，此时采样脉冲响应不变法设计的数字滤波器才能满足设计的要求，这是冲激响应不变法的一个严重的缺点。
六 心得体会
在这次课程设计中，我的最大体会是要学会强迫自己动手，整合思路，查找资料，为己所用。平时所学的理论知识只是基础，真正应用软件做设计的时候才能知道自己的局限性。一味停留在老师的教学中自己能做的实在是少之又少。老师只是在较高的层次上为自己的学习指明道路，为数字信号处理的整体概念指出思路。至于具体的某个程序要怎么编写，某个新后要怎么处理，不可能手把手的交给自己。所以就应该学会利用资料，首先就是互联网，然后是图书馆。由于本次课设的时间限制，最合理的资料应该是互联网，快速，方便。搜集到资料以后不能照抄，应该仔细阅读，读懂，然后根据自己的要求改变参数。总之，只有知道怎么自己学习，才能知道怎么自己动手。
另一方面，即具体的方面，我的收获是了解了MATLAB这个软件，熟悉了MATLAB在数字信号处理过程中的应用，并能正确地运用它对语音信号进行采样、设计滤波器、分析频谱特性等。能将之前所学的理论知识和这次的设计及仿真结合起来，掌握了滤波器的设计和正确使用，加深了对数字信号处理的理解。比如之前对时域，频域，FFT等概念只是有了抽象上的了解，并没有很深刻的掌握，通过这次的反复利用，加深了理解和印象。对于FIR和IIR两种滤波器的设计，之前也只是知道大概步骤，并不知道各种滤波器到底怎么用，到底有什么不同，这次设计把这些滤波器全都利用了一遍，实在收获颇丰。
七 参考文献
1.《数字信号处理》丁玉美，高西全等编著，西安：西安电子科技大学出版社 2.《数字信号处理》A.V.奥本海姆，R.W.谢弗著，北京：科学出版社
3.《数字信号处理——理论、算法与实现（第二版）》胡广书编著，北京：电子工业出版社
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