论文正文宋佳佳

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1、论文正文宋佳佳黄河科技学院毕业设计说明书1绪论1.1数字滤波器的背景和意义随着人们对信号处理要求的日益提高，以及模拟信号处理中一些不可克服的缺点，对信号的许多处理转而采用数字的方法来进行。近年来由于大规模集成电路和计算机技术的进步，信号的数字处理技术得到了飞速发展。数字信号处理系统无论在性能、可靠性、体积、耗电量、成本等诸多方面都比模拟信号处理系统优越得多，使得许多以往采用模拟信号处理的系统越来越多地被数字处理系统所代替，这反过来进一步促进了数字信号处理技术的发展，其应用领域包括通信、计算机网络、雷达、自动控制、地球物理、声学、天文、生物医学、消费类电子

2、产品等国民经济的各个部门，已经成为信息产业的核心技术之一。数字信号处理的理论与技术本身也成为信号与信息处理学科中一个重要且十分活跃的分支。数字滤波器是对数字信号进行滤波处理以得到期望的频率成分或者滤出某些频率成分的数字器件，是通过数字运算器件对输入的数字信号进行运算和处理，从而实现设计要求的特性。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來达到频域滤波的冃的。根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类：无限冲激响应(IIR)滤波器和有限冲激响应(FIR)滤波器。与IIR滤波器相比，FIR的实现是非递归的，总是稳定的；更重要

3、的是，FIR滤波器在满足幅频响应要求的同时，可以获得严格的线性相位特性。因此，有限冲激响应(FIR)滤波器在高保真的信号处理，如数字音频、图像处理、数据传输、生物医学等领域得到广泛应用。1.2数字滤波器的发展现状与应用关于数字滤波器，早在上个世纪40年代末期，就有人讨论它的可能性问题，在50年代也有人讨论过数字滤波的问题。在这一段时期，科学家们做了大量的卓有成效的工作，这些工作为后来的数字滤波器的飞速发展起到了极英重要的奠基作用。到上个世纪60年代中期，美国科学家库利、图基总结前人的研究成果，经过长期钻研，使得举世文明的快速傅立叶变换问世。在数字信号处理

4、领域和数字滤波领域，快速傅立叶变换后,黄河科技学院毕业设计说明书各种各样的快速傅立叶变换相继出现，在数字滤波领域，开始形成关于数字滤波器的一整套完整的正规理论。在这一时期，提出了各种各样的数字滤波结构，有的以运算误差为最小误差为特点，冇的则以运算速度快见长，出现了数字滤波器的各种实现方法，对递归和非递归两类滤波器作了全面的比较，统一了数字滤波器的基本概念和理论。数字滤波器的一个重要发展是对有限冲激响应(FIR)和无限冲激响应(IIR)关系的认识转化。在初期，一般认为IIR滤波器比FIR滤波器具有更高的运算效率，因而明显地趋向于前者。后來，当人们提出用快速

5、傅利叶变换(FFT)实现卷积运算的概念Z后，发现高阶FIR滤波器也可以用很高的运算效率来实现，这就促使人们对高性能FIR滤波器的设计方法和数字滤波器的频域设计方法进行了大量的研究，从而出现了此后数字滤波器设计中频域方法与时域方法并驾齐驱的局面。数字滤波器尽管在语音、声纳、地震的信号处理中曾经发挥过作用，但由于以前计算机主机的价格很昂贵，严重阻碍了数字滤波器的发展，随着计算机科学的飞速发展，数字滤波器越来越多的展示出它自身的优势，正在加速进入各种工业领域。经过最近几十年的发展，线性滤波方法，如维纳滤波、卡尔曼滤波和口适应滤波得到了广泛的研究和应用。一些非线

6、性滤波方法，如小波滤波、同态滤波、中值滤波、形态滤波等都是现代信号处理的前沿课题，不但有重要的理论意义，而且有广阔的应用前景。数字滤波器按照不同的分类方法有很多种类，根据其冲击响应的特点的不同可以分为FIR(FiniteImpulseResponse)和IIR(lnfiniteImpulseResponse)数字滤波器。我国广泛使用滤波器是50年代后期的事，当时主要用于话路滤波和报路滤波。经过半个世纪的发展，我国数字滤波器在研制、生产和应用等方面正在快速发展，但由于缺少专门研制机构，集成工艺和材料工业跟不上來，使得我国许多新型滤波器的研制应用与国际发展冇

7、一段距离。在国内的工程技术中应用中，模拟滤波器占了很大的比重，数字滤波器在生产应用中所占的比例还不多。从应用比例来看，数字滤波器要想实现大规模应用，必须加人对这方面的研究投入。随着我国科学技术的飞速发展，在国内也很多学者在数字滤波领域展开长期的深如山东大学的赖晓平教授、天津大学的土兆华教授。无论是在理论上还是在工程技术领域，都有很多科研成果。数字滤波器也逐渐应用在各种行业里，大到航空航天、国防军事，小到各种语音音箱制品、地下管道检测等经济领域。我国现有滤波器的种类和所覆盖的频率己基木上满足现有各种电信设备从整体而黄河科技学院毕业设计说明书言，我国有源滤波

8、器发展比无源滤波器缓慢，数字滤波器比模拟滤波器发展缓慢。近年來MiroSlav等