基于matlab的数字滤波器的设计课程设计

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1、数字信号处理课程设计任务书一、设计题目、内容及要求设计题目：基于MATLAB的数字滤波器设计设计内容：所设计的数字滤波器应完成以下功能：（1）设计低通、带通、高通数字滤波器；（2）可以对合成信号（含低频、中频、高频分量）、语音信号进行滤波；（3）通过GUI界面进行控制。设计要求：1、根据题目要求进行数字滤波器总体设计。2.完成数字滤波器具体设计。（1）输入信号的选定。（2）确定设计方法、设计指标。3.滤波器程序的设计。（1）完整源程序。（2）运行结果图。4．书写设计说明书。二、设计原始资料范寿康主编，DSP技术与DSP芯片，电子工业出版社。三、要求的设计成果（课

2、程设计说明书、设计实物、图纸等）设计结果能正确仿真演示设计说明书一份（包括总体设计、算法原理图及说明、系统GUI演示、源程序清单等）四、进程安排周一：资料收集周二：利用MATLAB完成GUI界面绘制周三：程序调试周四：书写课程设计说明书周五：答辩五、主要参考资料1、楼顺天,李博菡.基于MATLAB的系统分析与设计—信号处理.西安电子科技大学出版社，19982、奥本海姆.离散时间信号处理.科学出版社，20003、宗孔德,胡广书.数字信号处理.清华大学出版社，1997指导教师（签名）：教研室主任（签名）：课程设计成绩评定表出勤情况出勤天数缺勤天数成绩评定出勤情况及设

3、计过程表现（20分）课设答辩（20分）设计成果（60分）总成绩（100分）提问（答辩）问题情况综合评定指导教师签名：年月日目录1引言11.1数字滤波器的背景及意义11.2数字滤波器的设计要求11.3数字滤波器的设计目的12数字滤波器的设计22.1数字滤波器的基本概念22.2利用双线性变换法设计IIR数字滤波器22.3利用窗函数法设计FIR数字滤波器23基于MATLAB的数字滤波器的设计43.1MATLAB软件介绍43.2MATLAB常用函数简介43.3IIR数字滤波器设计53.3.1IIR低通滤波器设计53.3.2IIR高通滤波器设计73.3.3IIR带通滤波器

4、设计83.3.4IIR数字滤波器的流程图103.4FIR数字滤波器设计103.4.1FIR低通滤波器设计103.4.2FIR高通滤波器设计123.4.3FIR带通滤波器设计143.4.4FIR滤波器设计流程图164MATLAB数学应用软件介绍175图形用户界面设计186总结23参考文献25附录26课程设计说明书1引言1.1数字滤波器的背景及意义数字滤波器是一种对数字信号进行处理的系统，数字滤波器完成数字信号滤波处理功能，其输入是一组数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。它通过一定的运算关系或电路形式来改变输入信号所包含的频率成分的相对比例或滤出某些频率成分，数

5、字滤波器具有稳定性高、精度高、灵活性大等优点。随着数字技术的发展，用数字技术实现滤波器的功能越来越受到人们的注意和广泛的应用。1.2数字滤波器的设计要求设计要求：1.根据题目要求进行数字滤波器总体设计。2.完成数字滤波器具体设计。（1）输入信号的选定。（2）确定设计方法、设计指标。3.滤波器程序的设计。（1）完整源程序。（2）运行结果图。1.3数字滤波器的设计目的掌握用双线性变换法设计IIR数字滤波器及用窗函数法设计FIR数字滤波器的具体设计方法和原理，观察设计的数字滤波器的幅频特性，了解双线性变换法和窗函数法设计数字滤波器时的特点。33课程设计说明书2数字滤波

6、器的设计2.1数字滤波器的基本概念滤波器从功能上分类可以分为经典滤波器和现代滤波器，经典滤波器主要用于在频率域的滤波选取，现代滤波器是通过复杂的统计学理论，用于在大量的同频率信号中选取需要的信号数据，数字滤波器从实现方法上可以分为无限冲击响应滤波器和有限冲击响应滤波器。它们是用单位采样响应h(n)的特性来区分的，IIR滤波器的h(n)是无限长序列，而FIR滤波器的h(n)是有限长序列。2.2利用双线性变换法设计IIR数字滤波器变换原理：双线性变换法是使数字滤波器的频率响应与模拟滤波器的频率响应相似的一种变换方法。为了克服脉冲响应不变法的多值映射这一缺点，首先把整

7、个s平面压缩变换到某一中介的s1平面的一横带里，然后再通过标准变换关系将此横带变换到整个z平面上去，这样就使s平面与z平面是一一对应关系，消除了多值变换性，同时也就消除了频谱混叠现象。2.3利用窗函数法设计FIR数字滤波器窗函数设计法是一种通过截短和计权的方法使无限长非因果序列成为有限长脉冲响应序列的设计方法。通常在设计滤波器之前，应该先根据具体的工程应用确定滤波器的技术指标。在大多数实际应用中，数字滤波器常常被用来实现选频操作，所以指标的形式一般为在频域中以分贝值给出的相对幅度响应和相位响应。用窗函数法设计FIR滤波器的步骤如下：(1)根据过渡带宽及阻带衰减要

8、求，选择窗函数的类型并估