综合课程设计--基于matlab的数字椭圆滤波器设计

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1、东北大学秦皇岛分校电子信息系综合课程设计基于matlab的数字椭圆滤波器设计专业名称通信工程班级学号学生姓名指导教师设计时间2011.12.19~2012.1.6课程设计任务书专业：通信工程学号：4090923学生姓名（签名）：设计题目：基于matlab的数字滤波器设计一、设计实验条件笔记本电脑一台；matlab7.0软件。二、设计任务及要求1.产生一个连续信号，包含低频率，中频，高频分量，对其进行采样，进行频谱分析；2.设计低通，带通，高通滤波器对信号进行滤波处理，观察滤波后信号的频谱；3.熟悉基于M

2、ATLAB设计椭圆滤波器过程中常用到的函数和命令；4.了解椭圆型滤波器的基本理论和设计思想；三、设计报告的内容1.设计题目与设计任务（设计任务书）2.前言（绪论）(设计的目的、意义等)3.设计主体（各部分设计内容、分析、结论等）4.结束语（设计的收获、体会等）5.参考文献四、设计时间与安排1、设计时间：3周2、设计时间安排：熟悉实验设备、收集资料：6天设计图纸、实验、计算、程序编写调试：6天编写课程设计报告：2天答辩：1天2.前言随着信息时代和数字时代的到来，数字信号信号处理已经成为当前一门极其重要的学

3、科和技术领域。在数字信号处理中起着重要作用并已获得广泛应用的是数字滤波器（DF，DigitalFilter）。数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。MATLAB是英文MATrixLABoratory（矩阵实验室）的缩写。它是美国的MathWorks公司推出的一套用于科学计算和图形处理可视化、高性能语言与软件环境。它的信号处理工具箱包含了各种经典的和现代的数字信号除了技术，是一款非常优秀的算法研究与辅助设计的工具。在现带通信系统中，由于信号中经常混

4、有各种复杂成分，所以很多信号的处理和分析都是基于滤波器而进行的。而滤波器的种类很多，从功能上能将滤波器分为低、带、高、带阻类型。从实现方法上可分为FIR、IIR等。从设计方法上可分为Chebyshev（切比雪夫），Butterworth（巴特沃兹）。而本次课程设计选题为对采样信号进行频谱分析，利用设计的滤波器对采样信号进行滤波处理，并对仿真结果进行分析和处理。目的在于了解滤波器的基本理论和设计思想，掌握在基于MATLAB设计滤波器过程中常用到的工具和命令。学会设计滤波器的具体步骤，利用MATLAB滤波滤

5、波器设计函数直接实现滤波器。3.设计主体3.1信号发生模块设计3.1.1.DSB信号在条幅信号中，若果将载波抑制，则得到抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB）。其时域表达式为：频域表达式为：从时域表达式中可以看出，DSB信号是调制信号与载波信号直接相乘得到的。而从频域表达式中可以看出，DSB信号的带宽是调制信号带宽的两倍且包含上下两个相互对称的频带，DSB信号的频带宽度是。在本次设计中，我们使用三种不同频率的单频信号作为调制信号信号，分别为、和。采用、和作为高频、中频和低频的载波信号。在MATLA

6、B中将三路信号的表达式相加，很容易得到所需的混合信号。3.1.2.FFT算法FFT（快速傅里叶变换）使得DFT（离散傅里叶变换）的计算大大简化，在实际中有着广泛的应用。FFT在算法的思想是不断地把长序列的DFT分解成短序列的DFT，并利用旋转因子的周期性和对称性来合并DFT中的某些项，减少DFT的运算次数，大致上可以分为两大类，即按时间抽选法（DIT）和按频率抽选法（DIF）。下面简要介绍按时间抽选法。对于一个长度为N的离散信号序列，其DFT变换为：，其中。对于任意，。若序列的长度为（如果不是，则只需要

7、添加多个0值进行填充），首先将按奇偶分成两个子序列，即：令分别表示的各点的傅里叶变换，即：经过分析可得到，，由于仍然是偶数，故又可将和分解成奇偶部分，采用上面同样的算法，重复进行下去，直到分组信号只剩下一个值时，便得到了信号的傅里叶变换。在MATLAB中，使用函数fft可以方便地计算信号的傅里叶变换。格式：y=fft(x)y=fft(x,n)说明：y=fft(x)当x的长度为2的幂次方时，fft函数采用基2的FFT算法，否则采用稍慢的混合基算法。y=fft(x,n)采用n点FFT，当x的长度小于n时，f

8、ft函数在x的尾部补零，当x的长度大于n时，fft函数会截断序列x。3.1.3程序及仿真结果functionst=yzzbN=800;%信号长度N为800；Fs=10000;T=1/Fs;Tp=N*T;%采样频率Fs为10KHz，Tp为采样时间；t=0:T:(N-1)*T;k=0:N-1;f=k/Tp;fc1=Fs/10;%第一路条幅信号载波频率fc1=1KHz；fm1=fc1/10;%第一路条幅信号调制信号频率fm1=100Hz；fc2=