电子信息科学与技术导论课论文

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1、基于MatIab的滤波器设计1.绪论当今，数字信号处理［1］(DSP：DigtalSignalProcessing)技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科：它与国民经济息息和关，与W防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们普遍的关注。数字化、智能化和网络化是当代信息技术发展的大趋势，而数字化是智能化和网络化的基础，实际生活中遇到的信号多种多样，例如广播信号、电视信号、雷达信号、通信信号、导航信号、射电天文信号、生物医学信号、控制信号、气象信号、地震勘探信号、机械振动信号、遥感遥测信号，等等。数字滤波技术是数字信号分析、处

2、理技术的重耍分支［2-3］。无论是信号的获取、传输，还是信号的处理和交换都离不幵滤波技术，它对信号安全可靠和有效灵活地传输是至关重耍的。在所有的电子系统中，使用最多技术最复杂的耍算数字滤波器了。数字滤波器的优劣直接决定产品的优劣。MATLAB是美国Mathworks公司推出的一套用于工程计算的可视化高性能语言与软件环境。MATLAB为数字滤波器的研宄与应用提供了一个直观、高效、便捷的利器。它以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个交互式的工作环境中。MATLAB退出的工具箱使各个领域的研究人员可以直观方便地进行科学研究、工程应用，其中的信号处理、图像处理、小波等

3、工具箱为数字滤波研究的蓬勃发展提供了有力的工具。几乎在所有的工程技术领域中都会涉及到信号的处理问题，其信号表现形式有电、磁、机械以及热、光、声等。信号处理的目的一般是对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等。如何在较强的噪声背景下提取出真正的信号或信号的特征，并将其应用于工程实际是信号处理的首要任务。数字滤波器，在数字信号处理中有着广泛的应用，因此，无论是在理论研宄上还是在如通讯、HDTV(高清晰度电视)、雷达、图象处理、数字音频等实际应用上都有着美好的技术前景和巨大的实用价值。基于matlab实现数字滤波设计，可通过修改滤波器的参数十分方便地改变滤波器的特性，因此我们有必要

4、对滤波器的设计方法进行研究，理解其工作原理优化设计方法，设计开发稳定性好的滤波器系统。掌握滤波器的设计技术和原理能为在通信领域、信号处理领域等诸多领域中对数字滤波器的设计提供技术和准备，这不仅具有重耍的理论意义同时还具有重耍的现实意义。目的与意义2MATLAB简介2.1MatlabMatlab是矩阵实验室(MatrixLaboratory)的意思，是由美国MathWorks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体。在Matlab内部配备了涉及到自动控制、信号处理和计算机仿真等种类繁多的工具箱，所以Matlab的应

5、用非常广泛，它可涉足于数值分析、控制、信号分析和通信等多种领域。Matlab不仅可完成基本代数运算操作，而且还可完成矩阵函数运算，提供丰富的实用函数命令。另外，用户还可以根据自己的需要编写函数。MATLAB的信号处理工具箱是专门应用于信号处理领域的专用工具箱，它的两个基本组成就是滤波器的设计与实现部分以及谱分析部分。工具箱提供丫众多功能强大的函数，使原來繁琐的程序设计简化成函数的调用。只要以正确的指标参数调用相应的滤波器设计程序或工具箱函数，便可以得到正确的设计结果，使用非常方便。2.1.1Matlab的特点一种语言之所以能如此迅速地普及，显示出如此旺盛的生命力，是由于它有着

6、不向于其他语言的特点，正如同FORTRAN和C等高级语言使人们摆脱了需要直接对计算机硬件资源进行操作一样，被称作为第四代计算机语言的MATLAB，利用其丰富的函数资源，使编程人员从繁琐的程序代码中解放出来。MATLAB最突出的特点就是简洁。MATLAB用更直观的，符合人们思维习惯的代码，代替了C和FORTRAN语言的冗长代码。MATLAB给用户带来的是最直观，最简洁的程序开发环境。2.1.2Matlab的功能MATLAB包含的内容非常丰富，功能强大，可以概括为以下几个方面：(1)可以在多种操作系统下运行，如DOS^Windows95/98/2000/2000/NT、Compa

7、qAlpha、LinuxSunSolaris等。(2)有超过500种的数学、统计、科学及工程方面的函数，使用简单快捷，并且有很强的用户自定义函数的能力。(3)有强大的图形绘制和可视化功能，可以进行视觉数据处理和分析，进行图形、图像的显示及编辑，能够绘制二维、三维图形，使用户可以制作高质量的图形，从而写出图文并茂的文章。(4)有和用其他高级语言(如C，C++，FORTRAN,JAVA)编写的外部程序相接口的能力，也可把MATLAB程序转换成上述高级语言的子程序。(1)有从外部文件及外部硬件设备读入数据的能