基于matlab的数字滤波器设计

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1、唐山学院数字信号处理课程设计题目基于MATLAB的数字滤波器设计系(部)信息工程系班级10通信本2姓名学号指导教师2013年1月7日至1月11日共1周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

2、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

3、.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绪论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23课程设计的具体实现33.1对语音信号进行滤波的滤波器设计33.1.1IIR数字滤波器的流程图33.1.2IIR低通滤波

4、器设计33.1.3IIR高通滤波器设计53.1.4IIR带通滤波器设计73.2对合成信号进行滤波的滤波器设计83.2.1设计目的和要求83.2.2合成信号的程序设计83.2.3合成信号的频谱程序设计93.2.4低通滤波器设计103.2.5IIR带通滤波器设计113.2.6IIR高通滤波器滤波134软件简介154.1系统界面设计工具—GUI概述154.2界面设计及使用说明155结论176致谢18参考文献19附录20课程设计说明书1绪论与模拟滤波器相对应，在离散系统中广泛应用数字滤波器。它的作用是利用离散时间系统的特性对输入信号波形或频率进行

5、加工处理。或者说，把输入信号变成一定的输出信号，从而达到改变信号频谱的目的。数字滤波器一般可以用两种方法来实现：一种方法是用数字硬件装配成一台专门的设备，这种设备称为数字信号处理机；另一种方法就是直接利用通用计算机，将所需要的运算编成程序让通用计算机来完成，即利用计算机软件来实现。模拟滤波器在测试系统或专用仪器仪表中是一种常用的变换装置。例如：带通滤波器用作频谱分析仪中的选频装置；低通滤波器用作数字信号分析系统中的抗频混滤波；高通滤波器被用于声发射检测仪中剔除低频干扰噪声；带阻滤波器用作电涡流测振仪中的陷波器，等等。MATLAB是由美国M

6、athworks公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算系统环境。MATLAB是英文MATrixLABoratory（矩形实验室）的缩写。在MATLAB环境下，用户可以集成地进行程序设计，数值计算，图形绘制，输入输出，文件管理等各项操作。除此之外，MATLAB还具有很强的功能扩展能力，与它的主系统一起，可以配备各种各样的工具箱，以完成一些特定的任务。目前，Mathworks公司推出了18种工具箱。用户可以根据自己的工作任务，开发自己的工具箱。28课程设计说明书2数字滤波器的设计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

7、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，首先把整个s平面压缩变换到某一中介的s1平面的一横带

8、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。IIR滤波器的设计原理IIR数字滤波器的设计一般是利