【導(dǎo)讀】基于MATLAB的IIR低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真-畢業(yè)設(shè)計(jì)。數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)方法主要有無限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器IIR和有限沖激響應(yīng)。數(shù)字濾波器FIR兩種其中IIR濾器需要執(zhí)行無限次卷積。本文的主要內(nèi)容敘述了課題的研究背景簡單介紹了當(dāng)前數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)。形式和發(fā)展情況然后主要是數(shù)字濾波器的理論研究從原理上理解分析研究數(shù)字。數(shù)字濾波器在數(shù)字信號(hào)處理中有著廣泛的應(yīng)用因此無論是在理論研究上還。是在如通訊HDTV高清晰度電視雷達(dá)圖象處理數(shù)字音頻等實(shí)際應(yīng)用上都有著美。好的技術(shù)前景和巨大的實(shí)用價(jià)值。數(shù)字濾波器的概念9. 經(jīng)典數(shù)字濾波器的分類10. 22數(shù)字濾波器的主要技術(shù)指標(biāo)10. 阻尼系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)11. 31巴特沃茲逼近最平響應(yīng)逼近12. 32切比雪夫逼近13. 41信號(hào)流圖及其轉(zhuǎn)置定理15. 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)流圖數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)流圖表示15. 基于雙線性Z變換法的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)21. 對信號(hào)進(jìn)行篩選可通過特定頻段的信號(hào)一般來說噪聲信號(hào)往往是高頻信號(hào)而經(jīng)

　　

【正文】 ty digital signal processing 4 With a mon programmable DSP chip Compared with the singlechip DsP have more suitable for the characteristics of digital filter Harvard improved its bus architecture the internal hardware multiplier accumulator use the pipeline structure the characteristics of a good parallel as well as specially designed for digital signal processing of the mand system 5 Use of a dedicated DSP chip In some special occasions the requirements of high speed signal processing and generalpurpose DSP chip is very difficult to achieve this chip will be a corresponding signal processing algorithms in the internal chip hardware implementation there is no need for programming 6 FPGA and other programmable devices used to develop digital filtering algorithm The use of VHDLrelated development tools and hardware such as the development of language with the hardware through software programming of the digital filter to achieve a specific algorithm This approach because of the characteristics of generality and can be achieved in parallel puting algorithms either as a standalone digital signal processing or DSP chip as the processor of the collaboration is a relatively active area of research 數(shù)字濾波器 digital filter 是由數(shù)字乘法器加法器和延時(shí)單元組成的一種裝置其功能是對輸入離散信號(hào)的數(shù)字代碼進(jìn)行運(yùn)算處理以達(dá)到 改變信號(hào)頻譜的目的由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和大規(guī)模集成電路的發(fā)展數(shù)字濾波器已可用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)也可用大規(guī)模集成數(shù)字硬件實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)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)的特定功能裝置應(yīng)用數(shù)字濾波器處理模擬信號(hào)時(shí)首先須對輸入模擬信號(hào)進(jìn)行限帶抽樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)字濾波器輸入信號(hào)的抽樣率應(yīng)大于被處理信號(hào)帶寬的兩倍其頻率響應(yīng)具有以抽樣頻率為間隔的周期重復(fù)特性且以折疊頻率即 1／ 2 抽樣頻率點(diǎn)呈鏡像對稱為得到模擬信號(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)換平滑數(shù)字濾波器具有高精度高可 靠性可程控改變特性或復(fù)用便于集成等優(yōu)點(diǎn)數(shù)字濾波器在語言信號(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)用數(shù)字濾波器有低通高通帶通帶阻和全通等類型它可以是時(shí)不變的或時(shí)變的因果的或非因果的線性的或非線性的應(yīng)用最廣的是線性時(shí)不變數(shù)字濾波器 我國在 DSP 技術(shù)起步較早產(chǎn)品的研究開發(fā)成績斐然基本上與國外同步發(fā)展而在 FPGA 方面起步較晚全國有 100 來所高等院校從事 DSPFPGA 的教學(xué)和科研除了一部分 DSP 芯片需要從國外進(jìn)口外在信號(hào)處理理論和算法方面與國外處于同等水平而在 FPGA 信號(hào)處理和系統(tǒng)方 面有了喜人的進(jìn)展正在進(jìn)行與世界先進(jìn)國家同樣的研究如西北工業(yè)大學(xué)和國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)的 ATR 實(shí)驗(yàn)室采用了 FPGA可重構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)載圖像處理和自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別主要是利用該系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜的卷積運(yùn)算同時(shí)利用它的可變?nèi)嵝詠磉_(dá)到自適應(yīng)的目的北京理工大學(xué)研究利用FPGA 提高加解密運(yùn)算的速度等等附錄 主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要 [1] 丁玉美高西全數(shù)字信號(hào)處理 [M]西安西安電子科技大學(xué)出版社 2020201摘要本書可作為無線電技術(shù)類專業(yè)本科生的必修課教材或者相近專業(yè)本科大專生的必修課或選修課教材也可作為有關(guān)科技人員的數(shù)字信號(hào)處理理 論基礎(chǔ)參 MATLAB 工程應(yīng)用系列叢書清華大學(xué)出版社 2020 年 5 月 9787302172291 摘要 本書主要介紹基于 MATLAB 的信號(hào)分析與處理的原理和應(yīng)用全書共分為 7 章第 1 章對 MATLAB 的特點(diǎn)與 MATALB 的基本使用進(jìn)行了介紹第 2 章～第 7章分別講述了 MATLAB中信號(hào)處理工具 MATLAB離散時(shí)間系統(tǒng)與 Z變換數(shù)字濾波器及其設(shè)計(jì)平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)分析非平穩(wěn)信號(hào)分析與處理以及自適應(yīng)信號(hào)分析與處理并且每一章節(jié)都較詳細(xì)地分析了包括雷達(dá)信號(hào)圖像信號(hào)和語音信號(hào)等信號(hào)處理綜合應(yīng)用實(shí)例吳正茂 IIR 數(shù)字濾波器的 MATLAB 設(shè)計(jì) 與實(shí)現(xiàn)《長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)》 2020 年 02 期 ISSN10090200B 研究了利用功能強(qiáng)大的 MATLAB語言來設(shè)計(jì) IIR 數(shù)字濾波器的一般方法及其步驟面對龐雜繁多的原始信號(hào)如何提取所需要的信號(hào)同時(shí)抑制不需要的信號(hào)這需要使用濾波器濾波器是一種選頻系統(tǒng)它對某些頻率的信號(hào)予以很小的衰減讓這部分信號(hào)順利通過而對其它不需要的頻率信號(hào)則予以很大的衰減盡可能阻止這些信號(hào)通過 數(shù)字濾波器因其具有精度高可靠性好靈活性大等優(yōu)點(diǎn)在工程上應(yīng)用相當(dāng)廣泛數(shù)字濾波器根據(jù)其沖激響應(yīng)函數(shù)的時(shí)域特性又可以分為有限長沖擊響應(yīng) FIR 和無限長沖擊響應(yīng) IIR 錢進(jìn) IIR 數(shù)字 濾 波器 的 設(shè)計(jì) 《 長江 職 工大 學(xué) 學(xué)報(bào) 》 2020 年 03 期ISSN100903013 摘要利用發(fā)展相當(dāng)成熟的模擬濾波器的理論設(shè)計(jì)方法和嚴(yán)格的設(shè)計(jì)公式及現(xiàn)成的曲線圖表 按規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)求出模擬濾波器的 Ha S 按一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系將 Ha S 轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的 H z 用一種算法編寫軟件利用通用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)濾波或選用硬件組成專用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)濾波 聶祥飛 IIR 數(shù)字濾波器的直接設(shè)計(jì)法研究 《重慶三峽學(xué)院學(xué)報(bào)》 2020 年 01 期 ISSN100801030 摘要 IIR 數(shù)字濾波器屬于經(jīng)典數(shù)字濾波器的一種其設(shè)計(jì)方法常用的有直接法和間接法 2 種該文對直接法設(shè)計(jì)進(jìn)行了具體的討論并利用 MATLAB 編程語言進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真和驗(yàn)證 李文 IIR 數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)《中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢》 2020年 05 期 ISSN100705041 摘要論述任意指定幅度的 IIR 數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)在數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)中用一階或二階濾波實(shí)現(xiàn)高階濾波是一種行之有效的方法 它具有零點(diǎn)和極點(diǎn)易求的優(yōu)點(diǎn)采用級聯(lián)結(jié)構(gòu) 并用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法 使所求的幅頻特性盡力逼近所期望的幅頻特性在給出數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上 列出 了實(shí)際應(yīng)用舉例實(shí)踐證明采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法 可用較少級數(shù)完成性能較高的濾波特性 陳愛萍胡曉東 基于 MATLAB 的 IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 《湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào) 自然科學(xué)版 》2020 年 03 期 ISSN167103003 摘要 在進(jìn)行 DSP 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)往往先采用 MATLAB 等對算法進(jìn)行仿真確定最佳算法和參數(shù)利用 MATLAB 的信號(hào)處理工具箱可以直接設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器也可以建立模擬原型離散化設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器介紹了 IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理步驟以及在 MATLAB 中的實(shí)現(xiàn) 武衛(wèi)華基于 MATLAB 的 IIR 數(shù)字濾波器的 設(shè)計(jì)《自動(dòng)化儀表》2020 年 07 期 ISSN100007006 摘要介紹 IIR 數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想與步驟及其計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法以一數(shù)字帶通濾波器為例著重說明了基于 MAT LAB的三種實(shí)現(xiàn)手段模擬低通原型合適模擬帶通及直接原型為數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)帶來全新的實(shí)現(xiàn)手段設(shè)計(jì)快捷方便仿真波形直觀 聶祥飛基于 MATLAB 的 IIR 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)研究《信息技術(shù)》 2020年 12 期 ISSN100812016 摘要 IIR 數(shù)字濾波器屬于經(jīng)典數(shù)字濾波器的一種 詳細(xì)描述了利用功能強(qiáng)大的 MATLAB 編程語言設(shè)計(jì) IIR 數(shù)字濾波器的方法和步驟 柳春鋒用 MATLAB 語言實(shí)現(xiàn) IIR 濾波器的設(shè)計(jì)《齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)》 2020 年 04 期 ISSN100704016 摘要本文通過對雙線性變換法的分析 著重探討了用 MATLAB 語言設(shè)計(jì) IIR濾波器的軟件方法及應(yīng)注意的問題本書可作為高等學(xué)校數(shù)字信號(hào)處理等課程的教材或參考書對于從事信號(hào)處理及相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員也具有重要的參考價(jià)值 曹闊基于 MATLAB 的 IIR 低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真 2 延時(shí) 乘常數(shù) y nN z1 a 信號(hào)流程表示 方框圖表示 相加 b1 a1 z1 x1 n Y n a0 x n y n x n x n1 x n2 x nN y n2 y nN y n1 y n2 y n1 y n w n z1 z1 z1 z1 z1 z1 b1 u n b2 x n aN aN1 a2 a1 z1 z1 y n an z1 z1 z1 bN bN1 x n y n aN aN1 z1 bN bN1 a0 z1 z1 a2 a1 b2 b1 a2m a1m x n y n b2M b1M a11 a21 b21 b11 z1 z1 z1 z1 y n x n b2M b1M z1 z1 a1M a0M b21 b11 z1 a11 a01 z1 P1 A0 A0