【正文】 我搜集資料，共同幫我討論設(shè)計(jì)方案，幫助我解決設(shè)計(jì)中所遇到的種種難題，總之，在學(xué)習(xí)生活各個(gè)方面給于我無微不至的幫助。s transient response is more stable, because its pole is in the negative real half of the plex plane. Restated, the lowpass filter makes a decayingexponential response to a stepfunction input。 factor in the denominator. The result is a double zero at infinity. Having discussed first and secondorder lowpass filters, we now need to extend our concepts in two directions: We will discuss other filter configurations, such as highpass and bandpass sections, and then we will address higherorder filters.濾波器入門摘要：本文介紹的全面模擬濾波器的各個(gè)方面。其特點(diǎn)（傳遞函數(shù)）是：VOUT電源/輸入電壓=（1/sC）/（注冊(cè)商標(biāo)+ 1/sC）= 1 /（1 +可控硅）=ω0/（s十ω0）公式。因此，該函數(shù)的沿著這條軸線值濾波器的頻率響應(yīng)。從現(xiàn)在起，我們將描述傳遞函數(shù)使用F（擰），而不是繁瑣的VOUT電源/輸入電壓。計(jì)算在復(fù)平面的根源立場(chǎng)，我們發(fā)現(xiàn)，他們躺在了ω0從原點(diǎn)的距離，如圖3b所示。這些極必須盡管如此，發(fā)生復(fù)雜的共軛對(duì)，其中部分是真正的平等和虛部有相反的跡象。本書為了使讀者能夠在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)相關(guān)的理論知識(shí)有一個(gè)突破，別且能夠熟練的使用MATLAB工具解決實(shí)際問題，書中不僅對(duì)理論知識(shí)做了系統(tǒng)的概括與總結(jié)，而且對(duì)MATLAB中有關(guān)數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字圖像處理的實(shí)現(xiàn)算法做了詳盡的描述。如果Q變成無窮大，兩極達(dá)到j(luò)ω軸，在s造成無窮的頻率響應(yīng)（不穩(wěn)定和持續(xù)振蕩）=ω0。 4ac）是消極根源是復(fù)雜的。因?yàn)闊o論是集成商和RC濾波器只有一個(gè)在其傳遞函數(shù)的分母秒，他們都只有一極。相似性是立竿見影的效果。 （阿極點(diǎn)存在。 increasing the Q moves the poles in a semicircle away from each other and toward the jω axis. When Q = , the poles meet at ω0 on the negativereal axis. In this case, the corresponding circuit is equivalent to two cascaded firstorder filters, as noted earlier. Now we should examine the secondorder function39。s frequencyresponse curve by adding a heavy line for function values along the positive jω axis. The more familiar Bode plot (Figure 2c) looks different in form only because the frequency is expressed logarithmically.While the plex frequency39。致 謝通過幾個(gè)月的努力，在不斷的學(xué)習(xí)與實(shí)踐下，現(xiàn)在本次設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。2． 本次設(shè)計(jì)也比較好的利用MATLAB軟件模擬了一個(gè)低通濾波器，對(duì)錄制的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理，分析比較結(jié)果，與課題要求基本相符。title (39。 %對(duì)加載的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行回放pause。語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形圖39。sound(x ,fs) 。語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形圖39。在PC機(jī)上加一個(gè)語(yǔ)言輸入設(shè)備（麥克風(fēng)），接著在WINDOWS的桌面上依次點(diǎn)擊：【開始】、【所有程序】、【附件】、【錄音機(jī)】，啟動(dòng)錄音機(jī)，然后單擊錄音鍵，對(duì)麥克風(fēng)大聲地說出“安徽工程大學(xué)”錄制一段長(zhǎng)度適中的語(yǔ)音信號(hào)。綜上所述，本次方案是在MATLAB軟件基礎(chǔ)上，利用雙線性變換法，設(shè)計(jì)一個(gè)巴特沃斯型IIR低通數(shù)字濾波器。在MATLAB下設(shè)計(jì)不同類型IIR濾波器均有與之對(duì)應(yīng)的函數(shù)用于階數(shù)的選擇。數(shù)字濾波器在語(yǔ)言信號(hào)處理、圖像信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)生物信號(hào)處理以及其他應(yīng)用領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。函數(shù)FFT用于序列快速傅立葉變換，其調(diào)用格式為y=fft(x)，其中，x是序列，y是序列的FFT，x可以為一向量或矩陣，若x為一向量，y是x的FFT且和x相同長(zhǎng)度；若x為一矩陣，則y是對(duì)矩陣的每一列向量進(jìn)行FFT。采樣位數(shù)和采樣頻率對(duì)于音頻接口來說事最為重要的兩個(gè)指標(biāo)，也是選擇音頻接口的兩個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。第二, 頻譜中明顯地有凸出點(diǎn), 即“共振峰”, 它們的出現(xiàn)頻率與聲道的諧振頻率相對(duì)應(yīng)。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn),使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。它廣泛應(yīng)用于多路復(fù)用系統(tǒng)中作為載波濾波器，在收發(fā)信中，單邊帶通信機(jī)中作為選頻濾波器，在頻譜分析儀和聲納裝置中作為中頻濾波器。（2）復(fù)數(shù)DF ：在輸入信號(hào)為窄帶信號(hào)處理系統(tǒng)中，常采用復(fù)數(shù)DF技術(shù)。當(dāng)前MOS電容值一般為幾皮法至100pF之內(nèi)，它具有（10～100）106/V的電壓系數(shù)與（10～100）106/℃的溫度系數(shù)，這兩個(gè)系數(shù)幾乎接近理想的境界。 1965年單片集成運(yùn)算放大器問世后，為有源濾波器開辟了廣闊的前景。現(xiàn)代數(shù)字濾波器可以用軟件或硬件兩種方式來實(shí)現(xiàn)。1917年美國(guó)和德國(guó)科學(xué)家分別發(fā)明了LC濾波器，次年導(dǎo)致了美國(guó)第一個(gè)多路復(fù)用系統(tǒng)的出現(xiàn)。 20世紀(jì)80年代技術(shù)改造一個(gè)重大課題是實(shí)現(xiàn)各種電子系統(tǒng)全面大規(guī)模集成（LSI）。從下面的生產(chǎn)應(yīng)用比例可以看出我國(guó)各類濾波器的應(yīng)用情況：LC濾波器占50%；晶體濾波器占20%；機(jī)械濾波器占15%；陶瓷和聲表面濾波器各占1%；其余各類濾波器共占13%。（1）電控編程CCD橫向?yàn)V波器（FPCCDTF） ：電荷耦合器（CCD）固定加權(quán)的橫向?yàn)V波器（TF）在信號(hào)處理中，其性能和造價(jià)均可與數(shù)字濾波器和各種信號(hào)處理部件媲美。20世紀(jì)70年代，美國(guó)新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任Cleve Moler為了減輕學(xué)生編程的負(fù)擔(dān)，用FORTRAN編寫了最早的MATLAB。一個(gè)音節(jié)由元音和輔音構(gòu)成。 理論依據(jù) 采樣定理在進(jìn)行模擬∕數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過程中，即：=2fmax，則采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整的保留了原始信號(hào)中的信息，一般實(shí)際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號(hào)最高頻率的5—10倍，采樣定理又稱為耐奎斯特定理。用于讀取語(yǔ)音，采樣值放在向量y中，fs表示采樣頻率(Hz)，bits表示采樣位數(shù)。數(shù)字濾波器一詞出現(xiàn)在60年代中期。由于運(yùn)算中的舍入處理，使誤差不斷累積，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生微弱的寄生振蕩。通過前文的介紹，我們也知道了，數(shù)字濾波器可以劃分為FIR與IIR兩種濾波器，而兩種濾波器無論是在性能上，還是在設(shè)計(jì)方法上，都有很大區(qū)別。采用軟件設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，主要方法有脈沖響應(yīng)不變法，雙線性變換法，窗函數(shù)法。 %放入數(shù)據(jù)位[ x ,fs ,Nbits ] = wavread (39。 %得出頻點(diǎn)figure(1)。 %放入數(shù)據(jù)位[x,fs,Nbits ] = wavread (39。subplot(122)。39。plot (f1 ,abs(x2) ) 。在這里，用到了處理數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)有力工具M(jìn)ATLAB，通過MATLAB里幾個(gè)命令函數(shù)的調(diào)用，很輕易的在實(shí)際化語(yǔ)音與數(shù)字信號(hào)的理論之間搭了一座橋。s value bees infinite.) We also know that the integrator39。 4ac) equals ω0178。用一個(gè)簡(jiǎn)單的集成商開始，我們首先發(fā)展一種有源濾波器一般直觀的方法。在極ω0是顯而易見的。低通濾波器的瞬態(tài)響應(yīng)，更穩(wěn)定，因?yàn)樗鼧O是否定的復(fù)雜飛機(jī)的真正的一半。術(shù)語(yǔ)（二178。在這種情況下，相應(yīng)的電路相當(dāng)于兩個(gè)級(jí)聯(lián)一階濾波器，如前所述。其結(jié)果是無窮遠(yuǎn)雙零。附錄B: 主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要[1] 樓順天，李博菡. 基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)——信號(hào)處理【M】. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，摘要：本書為信號(hào)處理部分，全書分為三個(gè)章節(jié)。此外，您可以立即看到響應(yīng)是一個(gè)低通濾波器。（1 / Q首頁(yè)178。的集成使無限的反應(yīng)。為積分器和RC低通濾波器，頻率響應(yīng)趨于零的無窮的頻率。具體整合的濾波器，這里描述包括Maxim公司的MAX7400家族較高階開關(guān)電容濾波器。 4). So if Q is less than then both roots are real and lie on the negativereal axis. The circuit39。s value is infinite, indicating a pole in the plex frequency plane. The magnitude of the transfer function is plotted against s in Figure 2b, where the real ponent of s, σ, is toward us and the positive imaginary part, jω, is toward the right. The pole at ω 0 is evident. Amplitude is shown logarithmically to emphasize the function39。以數(shù)字濾波器為例，分別從時(shí)域和頻域詳細(xì)地分析了語(yǔ)音信號(hào)的特性，并以MATLAB的聲音處理函數(shù)設(shè)計(jì)了一組語(yǔ)音濾波的程序。語(yǔ)音信號(hào)的頻譜圖39。 %把語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行加載入Matlab 仿真軟件平臺(tái)中y= awgn(x,0) %在原信號(hào)x中加入高斯噪聲y[b,a]=butter(8,)。title (39。) 。plot (f1 ,abs(x2) ) 。) 。通過對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)據(jù)分析，對(duì)濾波器的參數(shù)性能設(shè)定，可以成功濾除干擾信號(hào)，從而利用軟件仿真完成硬件濾波器的功能。其中，IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)借助模擬濾波器原型，再將模擬濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器，這些過程已經(jīng)成為一套成熟的設(shè)計(jì)程序。在設(shè)計(jì)一個(gè)IIR數(shù)字濾波器時(shí)，我們根據(jù)指標(biāo)先寫出模擬濾波器的公式，然后通過一定的變換，將模擬濾波器的公式轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的公式。 　　數(shù)字濾波器是一個(gè)離散時(shí)間系統(tǒng)（按預(yù)定的算法，將輸入離散時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換為所要求的輸出離散時(shí)間信號(hào)的特定功能裝置）。sound(x,fs,bits)。采樣頻率越高，即采樣的時(shí)間間隔越短，則在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)得到的聲音樣本數(shù)據(jù)就越多，對(duì)聲音波形的表示也越精確。所有元音都是濁音。到20世紀(jì)90年代，MATLAB已成為國(guó)際控制界的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。當(dāng)然，更多的應(yīng)用有待進(jìn)一步開拓。 發(fā)展趨勢(shì)隨著科技的發(fā)展，近些年又出現(xiàn)了很多新型數(shù)字濾波器（DF），在這里，對(duì)一些新型DF做一些簡(jiǎn)單介紹。50年代曾有人提出SCF的概念，由于當(dāng)時(shí)集成工藝不過關(guān)，并沒有引起人們的重視。自60年代起由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展，濾波器發(fā)展上了一個(gè)新臺(tái)階，并且朝著低功耗、高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可靠和價(jià)廉方向努力，其中小體積、多功能、高精度、穩(wěn)定可靠成為70年代以后的主攻方向。數(shù)字濾波器是數(shù)字信號(hào)處理的重要基礎(chǔ)，在對(duì)信號(hào)的濾波、檢測(cè)及參數(shù)的估計(jì)等信號(hào)應(yīng)用中，數(shù)字濾波器是使用最為廣泛的一種線性系統(tǒng)。90年代至現(xiàn)在主要致力于把各類濾波器應(yīng)用于各類產(chǎn)品的開發(fā)和研制?，F(xiàn)在SC技術(shù)已趨成熟。它在雷達(dá)和聲納的波束形成、緩變?cè)肼暩蓴_的抑制、噪聲信號(hào)的處理、通信信道的自適應(yīng)均衡、遠(yuǎn)距離電話的回聲抵消等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了現(xiàn)代控制理論的發(fā)展。在20世紀(jì)70年代，集成晶體濾波器的產(chǎn)生，使它的發(fā)展產(chǎn)生一個(gè)飛躍。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。如果利用加窗的方法從語(yǔ)音流中取出其中一個(gè)短斷, 再進(jìn)行傅里葉變換, 就可以得到該語(yǔ)音的短時(shí)譜。 采樣位數(shù)與采樣頻率采樣位數(shù)即采樣值或取樣值，用來衡量聲音波動(dòng)變化的參數(shù)，是指聲卡在采集和播放聲音文件時(shí)所使用數(shù)字聲音信號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)。 時(shí)域信號(hào)的FFT分析 FFT即為快速傅氏變換，是離散傅氏變換的快速算法，它是根據(jù)離散傅氏變換的奇、偶、虛、實(shí)等特性，對(duì)離散傅立葉變換的算法進(jìn)行改進(jìn)獲得的。為得到模擬信號(hào)，數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù)字信號(hào)須經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、平滑。下面主要介紹前兩個(gè)函數(shù)的使用。在討論由模擬濾波器變換為數(shù)字濾波器時(shí)，普遍采用的是雙線性變換法，它保留的是從模擬域到數(shù)字域的系統(tǒng)函數(shù)表示。由于絕對(duì)無噪聲的語(yǔ)音信號(hào)是不存在的，所以現(xiàn)在使用PC機(jī)在相對(duì)安靜無噪聲的環(huán)境下錄取一段語(yǔ)音信號(hào)來作為相對(duì)無噪聲的語(yǔ)音信號(hào)。stem(x) 。) 。stem(y) 。pause。subplot(121)。由此得出的對(duì)比圖像如下圖68，圖69所示。所以MATLAB已成為數(shù)字濾波器研究與應(yīng)用的一個(gè)直觀、高效、便捷的利器。s response to an angular frequency, ω. In the plex plot in Figure 2b, σ = 0 and hence s = jω along the positive jω axi