【正文】 。 %零點極點增益形式轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)形式 [b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wn)。 %運用雙線性變換法得到數(shù)字濾波器傳遞函數(shù) [H,f]=freqz(bz,az,512,fs)。 plot(f,20*log10(abs(H)))。N=2 頻率響應(yīng) 39。 grid on。頻率 /Hz39。 ylabel(39。)。 plot(f,abs(H))。 xlabel(39。)。振幅 /H39。 運行結(jié)果： N=2 bz= az= 10 除了典型設(shè)計以外， MATLAB 信號處理工具箱提供了幾個直接設(shè)計 IIR數(shù)字濾波器的函數(shù)，直接調(diào)用就可以設(shè)計濾波器，這為設(shè)計通用濾波器提供了方便。 設(shè)計 Chebyshev I 型濾波器用函數(shù) chebyl()。Chebyshev I 型濾波器的下降斜度比 II 型大，但其代價目是通帶內(nèi)波紋較大?？梢?設(shè)計低通、高通、帶通和帶阻的數(shù)字和模擬 Chebyshev II 型濾波器，其通帶內(nèi)為單調(diào)，阻帶內(nèi)等波紋。 設(shè)計橢圓濾波器用函數(shù) ellip()，與 chebyl, cheby2 類似，可以設(shè)計低通、高通、帶通和帶阻的數(shù)字和模擬濾波器。一般情況下，橢圓濾波器能以最低的階實現(xiàn)指定的性能指標。設(shè)計的要求是在通帶內(nèi)的衰減不超過 Rp,在阻帶內(nèi)的衰減不小于 Rs，通帶和阻帶有截止頻率分別是 Wp, Ws,它們是歸一化的頻率，范圍是 [0, 1]，對應(yīng) π 弧度。例如對于一個采樣頻率為 1000 Hz的系統(tǒng)， 400Hz 的歸一化即為 400/500=。如果要將歸一化頻率轉(zhuǎn) 換為角頻率，則將歸一化頻率乘以 π 。 C、設(shè)計一個 N階的低通 Butterworth 濾波器使用函數(shù) [B,A]=butter(N, Wn)，返回濾波器系數(shù)矩陣 [B,A]。它的最大值是采 11 樣頻率的一半。 如果 Wn=[Wl,W2]是一個兩元素的向量，則函數(shù)將設(shè)計出一個 2N階的帶通濾波器，通帶為 [W1,W2]。 Chebyshev I 型 的 M程序如下： Fs=20210。 Fls=8000。 %歸一化的通帶截止頻率 Ws=2*Fls/Fs。 %通帶最大衰減（單位： dB） Rs=30。 %返回最小階數(shù)和截止頻率 [b,a]=cheby1(N,Rp,Wn)。 subplot(2,1,1)。grid on。ω /π 39。ylabel(39。) title(39。)。plot(w/pi,abs(hw))。 xlabel(39。)。幅度（ H） 39。 12 運行后的波形如下： 運行結(jié)果： N=2 b= a= Chebyshev II型 M 程序如下： Fs=20210。 Fls=8000。 %歸一化的通帶截止頻率 Ws=2*Fls/Fs。 %通帶最大衰減（單位： dB） Rs=30。 %返回最小階數(shù)和截止頻率 13 [b,a]=cheby2(N,Rs,Wn)。 subplot(2,1,1)。grid on。ω /π 39。ylabel(39。) title(39。)。plot(w/pi,abs(hw))。 xlabel(39。)。幅度（ H） 39。 運行后的波形： 運行結(jié)果： N=2 b= a= 14 結(jié)果分析 從頻率響應(yīng)圖中可以看出 :巴特沃斯濾波器具有單調(diào)下降的幅頻特性，通帶內(nèi)平滑 。chebyshev II型濾波器的幅頻特性在阻帶內(nèi)有波動，通帶內(nèi)單調(diào) 。這樣根據(jù)不同的要求可以選用不同類型的濾波器。 [x,fs,bits]=wavread(39。)。 %話音回放 N=length(x)。 figure(i)。 plot(n,x)。n39。 ylabel(39。)。原始語音信號 39。 subplot(2,1,2)。 plot(f,20*log10(abs(H)))。n39。 ylabel(39。)。原始語音信號的頻譜 39。 運行結(jié)果： fs=44100 bits=16 16 加入上面設(shè)計的橢圓濾波器對其進行濾波： fs=20210。 ws=2*pi*8000/fs。 Rs=30。 Wp=2/Ts*tan(wp/2)。 %按頻率轉(zhuǎn)換公式進行轉(zhuǎn)換 [N,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs,39。)。%設(shè)計模擬原型濾波器 [Bap,Aap]=zp2tf(z,p,k)。 %低通轉(zhuǎn)換為低通濾波器的頻率轉(zhuǎn)化 [bz,az]=bilinear(b,a,fs)。 plot(f,20*log10(abs(H)))。N=2 頻率響應(yīng) 39。 grid on。頻率 /Hz39。 ylabel(39。)。 figure(i)。 subplot(2,2,1)。 %畫出原語音信號的波形 xlabel(39。)。x(n)39。 title(39。)。 plot(n,y)。IIRLowPass 后的波形 39。 %濾波前后語音信號頻譜 % subplot(2,2,2)。 plot(f,20*log10(abs(H)))。頻率 /Hz39。 ylabel(39。)。IIR 低通濾波前語音信號頻譜 39。 grid on。 [H,f]=freqz(y,1,512,fs)。 %濾波后語音信號頻譜 xlabel(39。)。振幅 /dB39。 title(39。)。 sound(y,fs,bits)。觀察波形，因為導入的語音信號波形的頻率分布絕大多 數(shù)分布在低頻區(qū)，故沒有被濾波器過濾掉多少，所以語音信號波形變化不大。 同理，只要把之前設(shè)計的其他三個濾波器的程序替換掉如上的橢圓濾波器的程序，就可得到語音信號在不同濾波器濾波后的波形變化情況。雖然之前已經(jīng)多次接觸過了 matlab 這款軟件，單通過此次運用 matlab 來設(shè)計 IIR濾波器，讓我對 matlab 在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用有了更深的了解，真是受益匪淺。 時間雖然短暫，但這次課程設(shè)計所給的絕不會是短暫的效果，無論是在知識上，還是在思想上都給我烙下了深刻的印象，我想，這次對于這次課程設(shè)計我獲得的已經(jīng)滿足了，謝謝老師在這段時間的指導。 二、此冊于學院組織對各專業(yè)題目審查完成后，各教研室匯編選題指南，經(jīng)學生自由選題后，由實驗中心組織發(fā)給學生。 四、學生在指導老師的指導下填好《畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告》各項內(nèi)容，由指導教師和教研室審核通過后，確定其開題，并將此冊交指導老師保存。 六、中期檢查時，指導老師將此冊交學生填寫前期工 作小結(jié)，指導教師對其任務(wù)完成情況進行評價，學院中期檢查領(lǐng)導小組對師生中期工作進行核查，并對未完成者提出整改意見，后將此冊交指導老師保存。指導老師應(yīng)認真按《畢業(yè)論文（設(shè)計）指導教師成績評審表》對學生的論文進行評審并寫出評語，然后把論文和此冊一同交教研室。 九、學院答辯委員會審核學生答辯資格，確定答辯學生名單，把具有答辯資格學生的論文連同此冊交各答辯小組。 十一、學院答辯委員會進行成績總評定，填好《畢業(yè)論文（設(shè)計）成績評定表》中各項內(nèi)容，然后把論文（印刷版和電子版（另傳））和此冊等資料裝入專用檔案袋中，教教研室后由實驗中心統(tǒng)一保存。利用超聲波檢測距離，設(shè)計比較方便，計算處理也較簡單，精度也能達到使用要求，超聲波測距應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，如工業(yè)自動控制，建筑工程測量和機器人視覺識別等方面。這些特點可使測量儀器不受被測介質(zhì)的影響，大大解決了傳統(tǒng)測量儀器存在的問題，比如，在粉塵多情況下對人引起的身體接觸傷害，腐蝕性質(zhì)的被測物對測量儀器腐蝕，觸電接觸不良造成的誤測等。因此，利用超聲波檢測既迅速、方便、計算簡單，又 易 于 實 時 控 制 ， 在 測 量 精 度 方 面 能 達 到 工 業(yè) 實 用 的 要 求 。 （ 2）提高學生對工作認真負責、一絲不茍，對事物能潛心觀察、用于開拓、用于實踐的基本素質(zhì)； （ 3）培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，結(jié)合實際獨立完成課題的工作能力。 畢業(yè)論文（設(shè)計）的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 以單片機為核心設(shè)計了基于激光測距的防撞預警系統(tǒng)，采用 TDCGP2 芯片作為激光飛行計時單元 ,給出激光發(fā)射及回波接收放大電路，基于模塊化思想設(shè)計、完成系統(tǒng)軟件設(shè)計流程；最后通過實驗測試，系統(tǒng)要能很好測出前方車輛距離及運行狀態(tài)，并能及時發(fā)出報警，利用 Matlab 對其測試結(jié)果進行驗證，修正。完成設(shè)計論文。 13141 第 16周 止 2 根據(jù)所定題目，全面搜集素材，列出各種設(shè)計方案，并一一比較，選擇出最好的設(shè)計方案。 13141 第 19周 止 4 根據(jù)方案，確定所要用的器材。 13142 第 1周 止 5 根據(jù)所列框圖，結(jié)合自己所學知識，開始各分支電路模塊的設(shè)計。并將大電路的設(shè)計方案告之老師，得到老師更好的建議。 13142 第 6周 止 8 將所有設(shè)計整理結(jié)合，形成設(shè)計論文，交與指導老師檢查，并經(jīng)老師指點，做進一步的改進工作。 13142 第 10 周 止 指導教師 日期 年 月 日 教研室審查意見： 簽字： 年 月 日 學院負責人意見： 簽字： 年 月 日 學生簽字： 接受任務(wù)時間： 年 月 日 注： 任務(wù)書由指導教師填寫。隨著經(jīng)濟發(fā)展，電子測量技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，而超聲波測量精確高，成本低，性能穩(wěn)定則備受青睞。超聲波也遵循一般機械波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律，如在介質(zhì)的分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進入介質(zhì)后被介質(zhì)吸收而發(fā)生衰減等。隨著科技水平的不斷提高，超聲波測距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪小? 隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測距儀中的應(yīng)用越來越廣。展望未來，超聲波測距儀作為一種新 型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高 精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會需求，如聲納的發(fā)展趨勢基本為：研制具 有更高定位精度的被動測距聲納，以滿足水中武器實施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā) 展采用低頻線譜檢測的潛艇拖曳線列陣聲納，實現(xiàn)超遠程的被動探測和識別；研制 更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標識別問題；大力降低潛艇 自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。隨著測距儀的技術(shù)進步， 測距儀將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學習功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。 28 本課題的基本內(nèi)容，預計可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施 利用單片機控制超聲波測距， 發(fā)射器發(fā)出的超聲波以速度υ在空氣中傳播，在