陷波器设计.doc

数字信号处理
课程设计报告书
题目陷波器设计
课程设计任务书
班级
电信111
姓名
小丢
题目
陷波器设计
技术参数、设计要求、
检测数据等
在信号采集时,往往受到50Hz电源频率干扰,分别用FIR和IIR滤波器设计方法设计实现一个50Hz陷波器,要求陷波器阻带在以内,给定采样频率,
(1)设计一个50Hz的陷波器,给出原理框图,用多频信号(含有50Hz)作为输入,输出为滤去50Hz单频干扰之后的信号;
(2)要求设计FIR和IIR滤波器分别至少采用2种方案实现;
(3)分析比较各种方法所设计陷波器性能。
设计进度安排或工作计划
~: 熟悉课题,查询相关资料,完成方案选择。
~: 设计模块划分、实现及各模块调试、验证。
~: 设计整体实现、调试及验证,并开始撰写报告。
~: 设计完成,课程设计报告撰写并定稿,上交。
其它
认真阅读数字信号处理课程设计报告撰写规范;课题小组经协商好要指定组长并明确分工,形成良好团队工作氛围;基于课题基本要求,各小组课再细化、增加要求;课题小组每成员均需各自撰写一份课程设计报告。
课题题目
摘要
随着数字技术的发展,数字滤波器在许多领域得到广泛的应用。它是通信、语言、图像、自动控制、雷达、航空航天、生物医学信号处理等领域中的一种基本处理部件,具有稳定性好、精度高、灵活性大等突出优点。
在信号采集时,往往受到50Hz电源频率干扰,尤其是在供电系统不稳定、外界环境适应性差时严重影响要采集信号的正确判断。本设计研究一种在MATLAB语言环境下分别用IIR和FIR滤波器设计方法设计实现一个数字陷波器,并将设计的滤波器应用到混合的正弦信号,通过仿真测试,用两种方法设计的滤波器可以很好的消除50Hz的工频干扰,并分析比较了各种方法所设计的陷波器性能。
在设计IIR数字陷波器过程中,是用椭圆数字陷波滤波器的设计方法,而FIR数字陷波器的设计主要用窗函数法、频率采样法及等波纹逼近法。FIR滤波器可以得到严格的线性相位,但它的传递函数的极点固定在原点,只能通过改变零点位置来改变性能,为了达到高的选择性,必须用较高的阶数,对于同样的滤波器设计指标,FIR滤波器要求的阶数可能比IIR 滤波器高5~10倍。IIR滤波器的设计可以利用模拟滤波器的许多现成的设计公式、数据和表格,计算的工作量较小。
关键词数字陷波器;50Hz工频干扰;IIR和FIR滤波器
目录
课程设计任务书 I
摘要 II
1 设计概述 1
设计背景 1
设计目的 1
设计内容及要求 1
2 设计方案及实现 2
总体方案设计 2
设计原理 3
数字陷波器原理 3
IIR数字陷波器原理 3
FIR数字陷波器原理 4
3 设计结果分析 9
IIR数字陷波器设计 9
FIR数字陷波器设计 11
用窗函数法设计陷波器 11
频率采样法设计陷波器 13
基于切比雪夫等波纹逼近法 14
4 总结 17
设计概述
设计背景
在我时需要对信号进行采集处理和分析时,常会存在50Hz的工频干扰,对我们的信号处理造成很大干扰,因此50Hz陷波器在日常成产生活中被广泛应用,其技术已基本成熟。 
陷波器也称带阻滤波器,它能在保证其他频率的信号不损失的情况下,有效的抑制输入信号中某一频率信息。所以当电路中需要滤除存在的某一特定频率的干扰信号时,就经常用到陷波器。
50Hz陷波器不仅在通信领域里被大量应用,还在自动控制、雷达、声纳、人造卫星、仪器仪表测量及计算机技术等领域有着广泛的应用。
鉴于MATLAB是一个具有强大分析能力的数学工具,本设计采用基于MATLAB的程序设计的方法来实现IIR数字陷波器和FIR数字陷波器,并分别通过仿真测试,实现50Hz工频信号的消除。
设计目的
用IIR和FIR滤波器分别设计实现一个数字陷波器,并将设计的滤波器应用到混合的正弦信号,通过仿真测试,消除50Hz的工频干扰,分析比较各种方法所设计陷波器性能。
设计内容及要求
深入了解利用MATLAB设计IIR和FIR数字滤波器的基本方法,在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法,提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力,锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。
分别用FIR和IIR滤波器设计方法设计实现一个50Hz陷波器,要求陷波器阻带在以内,给定采样频率,
(1)设计