【正文】 …………………………………………………………… ..26 總結(jié) ..................................................................27 程序清單 ……………………………………………………………………………… 29 課程設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 44 頁 第一章 緒論 數(shù)字濾波器意義 當(dāng)今，數(shù)字信號處理 [1] (DSP： Digtal Signal Processing)技術(shù)正飛速發(fā)展，它不但自成一門學(xué)科，更是以不同形式影響和滲透到其他學(xué)科：它與國民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)，與國防建設(shè)緊密相連；它影響或改變著我們的生產(chǎn)、生活方式，因此受到人們普遍的關(guān)注。 在信號處理過程中，所處理的信號往往混有 噪音，從接收到的信號中消除或減弱噪音是信號傳輸和處理中十分重要的問題。它集圖示和精確計(jì)算于一身，在應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、化工、機(jī)電工程、醫(yī)學(xué)、金融和其 他需要進(jìn)行復(fù)雜數(shù)值計(jì)算的領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 IIR(無限沖激響應(yīng) )濾波器與 FIR(有限沖激響應(yīng) )濾波 器在結(jié)構(gòu)上有自己不同的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時需綜合考慮 作為線形時不變系統(tǒng)的數(shù)字濾波器可以用系統(tǒng)函數(shù)來表示，而實(shí)現(xiàn)一個系統(tǒng)函數(shù)表達(dá)式課程設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 44 頁 所表示的系統(tǒng)可以用兩種方法：一種方法是采用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)；另一種方法是用加法器、乘法器、和延遲器等元件設(shè)計(jì)出專用的數(shù)字硬件系統(tǒng)，即硬件實(shí)現(xiàn)。由于乘法是一種耗時運(yùn)算，而每個延遲單元都要有一個存儲寄存器，因此采用最少常熟乘法器和最少延遲支路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是通常的選擇，以便提高運(yùn)算速度和減少存儲器。 缺點(diǎn)： ? 二階階電平難控制，電平大易導(dǎo)致溢出，電平小則使信噪比減小 。 若所設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器是低通的，那么上述設(shè)計(jì)工作可以結(jié)束，若所設(shè)計(jì)的是高通、帶通或者帶阻濾波器，那么還有步驟： (4)將高通、帶通或者帶阻數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)先轉(zhuǎn)化為低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)，然后按上述步驟 (2)設(shè)計(jì)出模擬低通濾波器 H(s)，再由沖擊響應(yīng)不變法或雙線性變換將 H(s)轉(zhuǎn)換為所需的 H(z)。另外，數(shù)字濾波器的頻響也不是簡單的重現(xiàn)模擬濾波器的頻響，而是模擬濾波器頻響的周期嚴(yán)拓，周期為 Ω S=2π /T=2π fs，即 （ 27） 巴特沃斯濾波器 巴特沃斯濾波器是電子濾波器的一種。 Ω =Ω c 時， ，幅度衰減 ，相當(dāng)于 3bd 衰減點(diǎn)。 As=15。 %指定一段頻率值 [D,C]=impinvar(B,A,fs)。巴特沃斯低通數(shù)字濾波器 39。 得出幅頻特性如下圖： 課程設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 44 頁 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 100 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4巴特沃斯低通數(shù)字濾波器F r e q u e n c y / H zMagnitude 用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì) IIR 高通數(shù)字濾波器實(shí)例。s39。 %指定一段頻率值 [D,C]=impinvar(B,A,fs)。巴特沃斯高通數(shù)字濾波器 39。 得出幅頻特性如下圖： 課程設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 44 頁 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 111 . 0 51 . 11 . 1 51 . 21 . 2 51 . 31 . 3 51 . 4巴特沃斯高通數(shù)字濾波器F r e q u e n c y / H zMagnitude 用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì) IIR 帶通數(shù)字濾波器實(shí)例。 %設(shè)置通帶最大最小衰減 [N,Wc]=buttord(Wp,Ws,Ap,As,39。 %調(diào)用 butter函數(shù)設(shè)計(jì)巴特沃斯濾波器 W=linspace(0,pi,400*pi)。 title(39。)。 %設(shè)置通帶最大最小衰減 [N,Wc]=buttord(Wp,Ws,Ap,As,39。 %調(diào)用 butter函數(shù)設(shè)計(jì)巴特沃斯濾波器 247。 %繪出巴特沃斯數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線 grid on。 在 振幅 的對數(shù)對角頻率的波特圖上 ,從某一邊界角頻率開始 ,振幅隨著角頻率的增加 而逐步減少 ,趨向負(fù)無窮大。String39。 % plot(f,abs(fx(n+1))*2/N)。 功能：該軟件為 IIR巴特沃斯濾波器的模擬軟件，可根據(jù)參數(shù)的不同，設(shè)計(jì)出不同指標(biāo)要求的濾波器。因?yàn)閹◣∽钑r， Wp和 Ws都為二維量。 采用 MATLAB設(shè)計(jì)濾波器，使原來非常繁瑣復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)變成了簡單的函數(shù)調(diào) 用，為濾波器的設(shè)和實(shí)現(xiàn)開辟了廣闊的天地， 尤其是 Matlab工具箱使各個領(lǐng)域的研究人員可以直觀方便地進(jìn)行科學(xué)研究與工程應(yīng)用。,39。, gui_Singleton, ... 39。, [])。 % UIWAIT makes lyl wait for user response (see UIRESUME) % uiwait()。amp。white39。 isequal(get(hObject,39。)。BackgroundColor39。 end function edit4_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit4 (see GCBO) % eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,39。), get(0,39。String39。defaultUicontrolBackgroundColor39。) returns contents of edit6 as text % str2double(get(hObject,39。)) set(hObject,39。String39。BackgroundColor39。)) returns contents of edit8 as a double % Executes during object creation, after setting all properties. function edit8_CreateF(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit8 (see GCBO) % eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB % handles empty handles not created until after all CreateFs called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc amp。,39。amp。white39。) returns pushbutton1 contents as cell array % contents{get(hObject,39。)) set(hObject,39。)} returns selected item from pushbutton1 % Executes during object creation, after setting all properties. function pushbutton1_CreateF(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton1 (see GCBO) % eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB % handles empty handles not created until after all CreateFs called % Hint: popupmenu controls usually have a white background on Windows. 課程設(shè)計(jì) 第 37 頁 共 44 頁 % See ISPC and COMPUTER. if ispc amp。 end % Executes on selection change in pushbutton1. function kj1_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton1 (see GCBO) % eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) global t。BackgroundColor39。)。 isequal(get(hObject,39。white39。amp。,39。)) returns contents of edit6 as a double % Executes during object creation, after setting all properties. 課程設(shè)計(jì) 第 34 頁 共 44 頁 function edit6_CreateF(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit6 (see GCBO) % eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB % handles empty handles not created until after all CreateFs called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc amp。BackgroundColor39。String39。)) set(hObject,39。) returns contents of edit4 as text % str2double(get(hObject,39。defaultUicontrolBackgroundColor39。String39。), get(0,39。 end function edit2_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit2 (see GCBO) % eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) 課程設(shè)計(jì) 第 31 頁 共 44 頁 % Hints: get(hObject,39。BackgroundColor39。 % hObject handle to figure % eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB 課程設(shè)計(jì) 第 30 頁 共 44 頁 % handles structure with handles