毕业设计（论文）-基于matlab的数字滤波的设计与仿真.doc

目录
摘要
第一章、绪论
1、1数字滤波器的研究背景与意义
1、2数字滤波器的主要应用与发展趋势
1、3数字滤波器的实现方法分析
第二章、数字滤波器的概述
2、1数字滤波器的基本结构
IIR滤波器的基本结构
FIR滤波器的基本结构
2、2数字滤波器的基本原理
滤波器的主要性能指标
IIR数字滤波器的设计方法
FIR数字滤波器的设计方法
IIR滤波器与FIR滤波器的分析比较
第三章、典型数字滤波器及仿真
3、1由模拟滤波器设计IIR数字滤波器
巴特奥兹滤波器
切比雪夫滤波器
椭圆滤波器
3、2用matlab设计数字滤波器
FDATool界面
用Fdatool进行带通滤波器设计
3、3将系统函数由直接型化成级联型
二阶节系数的确定
系数转换成二进制码
第四章、总结
4、1滤波器功能和性能总结
4、2研究心得和体会
参考文献
摘要
本文分析了国内外数字滤波技术的应用现状与发展趋势,介绍了数字滤波器的基本结构,在分别讨论了IIR与FIR数字滤波器的设计方法的基础上,指出了传统的数字滤波器设计方法过程的复杂、计算量大、滤波特性调整困难的不足,提出了一种基于matlab软件的数字滤波器设计方法,避免了这种的不足。文中深入分析了该滤波器系统设计的功能特点、实现原理以及主要参数对滤波性能影响,阐述了使用MATLAB进行带通滤波器设计及仿真的具体方法。最后用Matlab仿真来直观的说明该设计方法的可靠性好,效率高,极大的减轻了工作量,有利于滤波器设计的最优化。
关键词: 带通滤波器;IIR;FIR; Matlab仿真与设计;
绪论
1、1数字滤波器的研究背景与意义
当今,数字信号处理[1] (DSP:Digtal Signal Processing)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:它与国民经济息息相关,与国防建设紧密相连;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。上述这些信号大部分是模拟信号,也有小部分是数字信号。模拟信号是自变量的连续函数,自变量可以是一维的,也可以是二维或多维的。大多数情况下一维模拟信号的自变量是时间,经过时间上的离散化(采样)和幅度上的离散化(量化),这类模拟信号便成为一维数字信号。因此,数字信号实际上是用数字序列表示的信号,语音信号经采样和量化后,得到的数字信号是一个一维离散时间序列;而图像信号经采样和量化后,得到的数字信号是一个二维离散空间序列。数字信号处理,就是用数值计算的方法对数字序列进行各种处理,把信号变换成符合需要的某种形式。例如,对数字信号经行滤波以限制他的频带或滤除噪音和干扰,或将他们与其他信号进行分离;对信号进行频谱分析或功率谱分析以了解信号的频谱组成,进而对信号进行识别;对信号进行某种变换,使之更适合于传输,存储和应用;对信号进行编码以达到数据压缩的目的,等等。
数字滤波技术是数字信号分析、处理技术的重要分支[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开滤波技术,它对信号安全可靠和有效灵活地传输是至关重要的。在所有的电子系统中,使用最多技术最复杂的要算数字滤波器了。数字滤波器的优劣直接决定产品的优劣。从事电子通信业而不能熟练操作使用matlab电子线路路设计软件,在工作和学习中将是寸步难行的。在数学、电子、金融等行业,使用matlab等计算机软件对产品进行设计、仿真在很早以前就已经成为了一种趋势,这类软件的问世也极大地提高了设计人员在通信、电子等行业的产品设计质量与效率。众所周知,实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程,由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量,这种信号在许多信道中不宜传输。因而,在通信系统的发送端通常需要有调制过程,反之在接收端则需要有解调过程。
1、2数字滤波器的主要应用与发展趋势
在信号处理过程中,所处理的信号往往混有噪音,从接收到的信号中消除或减弱噪音是信号传输和处理中十分重要的问题。根据有用信号和噪音的不同特性,提取有用信号的过程称为滤波,实现滤波功能的系统称为滤波器。在近代电信设备和各类控制系统中,数字滤波器应用极为广泛,这里只列举部分应用最成功的领域。
(1) 语音处理
语音处理是最早应用数字滤波器的领域之一,也是最早推动数字信号处理理论发展的领域之一。该领域主要包括5个方面的内容:第一,语音信号分析。即对语音信号的波形特征、统计特性、模