巴特沃斯和切比雪夫滤波器matlab实现

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1、华北科技学院课程设计任务书2013—2014学年第二学期电子信息工程学院（系、部）通信工程专业B11-1班级课程名称：移动通信设计题目：巴特沃斯、切比雪夫滤波器的仿真与实现完成期限：自16周至18周共3周内容及任务1．设计内容1）查阅文献资料，掌握滤波器的实现原理。2）对不同滤波器原理进行分析与归类，在此基础上应用Matlab实现滤波器，并对滤波器的性能进行分析与仿真。2．设计任务1）完成巴特沃斯、切比雪夫滤波器的设计与仿真；2）撰写课程设计说明书。进度安排起止日期工作内容16周周一任务分配和讨论。16周周一至17周周一掌握滤波器的组成与工作原理原理，并进行性能分析17周周一至17周

2、周三制定滤波器的设计方案17周周四至18周周三完成滤波器的实现与性能仿真18周周四调试和分析18周周五完成课程设计说明书主要参考资料1、《移动通信基础》杨家玮著电子工业出版社2、《移动通信》郭梯云著西安电子科技大学出版社3、《基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真》刘岚，http://www.paper.edu.com4、《MATLAB通信仿真及应用实例详解》邓华等，人民邮电出版社.2003-930华北科技学院课程设计目录1设计目的32设计背景及内容32.1设计背景32.1.1Matlab简介32.1.2滤波器简介42.2设计内容43滤波器设计的设计原理63.1巴特沃思数字低通滤波

3、器设计原理63.2切比雪夫低通滤波器设计原理84Matlab程序及仿真114.1用Matlab工具箱函数设计巴特沃斯滤波器114.1.1巴特沃斯5种调用格式114.1.2巴特沃斯滤波器的设计124.2用Matlab工具箱函数设计切比雪夫滤波器164.2.1切比雪夫5种调用格式164.2.2切比雪夫滤波器的设计174.3相同滤波器不同阶数的比较214.4相同阶数不同滤波器的比较275心得体会296参考文献3030华北科技学院课程设计巴特沃斯、切比雪夫滤波器的仿真与实现1设计目的1）查阅文献资料，掌握滤波器的实现原理。2）对不同滤波器原理进行分析与归类，在此基础上应用Matlab实现滤波

4、器，并对滤波器的性能进行分析与仿真。2设计背景及内容2.1设计背景2.1.1Matlab简介MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。  MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和

5、数据、实现算法、创建用户界面、连  matlab开发工作界面30华北科技学院课程设计接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB具有以下六个特点：1.编程效率高2.用户使用方便3．扩充能力强4．语句简单，内涵丰富 5．高效方便的矩阵和数组运算6．方便的绘图功能2.1.2滤波器简介滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的交流电。按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。高通滤波器：它允许信号

6、中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。2.2设计内容先设计一个低通滤波器，在通过频率变换设计高通、带通、带阻等数字滤波器。通常可以归纳为如图所示的两种常用方法：30华北科技学院课程设计数字高通、带通和带阻频率模拟高通、带通和带阻模拟原型低通冲激响应不变法交换双线性变换方法1模拟高通、带通和带阻频率数字原型低通冲激响应不变法模拟原型低通交换双线性变换方法2图2-1数字滤波器设计的两种方法方法1：首先设计一个模拟原型低通滤波器，然后通过频率变换成所需

7、要的模拟高通、带通或带阻滤波器，最后再使用冲激不变法或双线性变换成相应的数字高通、带通或带阻滤波器。方法2：先设计一个模拟原型低通滤波器，然后采用冲激响应不变法或双线性变换法将它转换成数字原型低通滤波器，最后通过频率变换把数字原型低通滤波器变换成所需要的数字高通、带通或带阻滤波器。方法1的缺点是，由于产生混叠是真，因此不能用冲激不变法来变换成高通或阻带滤波器，故采用第二种方法进行设计。30华北科技学院课程设计3滤波器设计的设计原理3.1巴特沃思数字低通滤波