[優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計精品] 基于Matlab的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計.doc

摘要在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，由于信號中經(jīng)?；煊懈鞣N復(fù)雜成分，所以很多信號分析都是基于濾波器而進行的，而數(shù)字濾波器是通過數(shù)值運算實現(xiàn)濾波，具有處理精度高、穩(wěn)定、靈活、不存在阻抗匹配問題，可以實現(xiàn)模擬濾波器無法實現(xiàn)的特殊濾波功能。數(shù)字濾波器根據(jù)其沖激響應(yīng)函數(shù)的時域特性，可分為兩種，即無限長沖激響應(yīng)(IIR)數(shù)字濾波器和有限長沖激響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器。實現(xiàn)IIR濾波器的階次較低，所用的存儲單元較少，效率高，精度高，而且能夠保留一些模擬濾波器的優(yōu)良特性，因此應(yīng)用很廣。Matlab軟件以矩陣運算為基礎(chǔ)，把計算、可視化及程序設(shè)計有機融合到交互式工作環(huán)境中，并且為數(shù)字濾波的研究和應(yīng)用提供了一個直觀、高效、便捷的利器。尤其是Matlab中的信號處理工具箱使各個領(lǐng)域的研究人員可以直觀方便地進行科學研究與工程應(yīng)用。本文首先介紹了數(shù)字濾波器的概念，分類以及設(shè)計要求。接著利用MATLAB函數(shù)語言編程，用信號處理圖形界面FDATool來設(shè)計濾波器以及Sptool界面設(shè)計的方法，并用FDATool模擬IIR數(shù)字濾波器處理信號。重點設(shè)計ChebyshevI型和ChebyshevII型數(shù)字低通濾波器,并介紹最優(yōu)化設(shè)計?！娟P(guān)鍵字】IIR濾波器FDAToolSptoolSimulink畢業(yè)設(shè)計（論文）ABSTRACTInmoderncommunicationsystems,Becauseoftenmixedwithvarioussignalcomplexcomponents,Somanysignalanalysisisbasedonfilters,andthedigitalfilterisrealizedthroughnumericalcomputation,digitalfiltersfilterwithhighprecision,stabilityandflexibility,dontexist,canrealizetheimpedancematchingsimulatingthespecialfiltercannotachievefilterfunction.Digitalfilteraccordingtoitsimpulseresponsefunctionandcharacteristicsofthetimecanbedividedintotwokinds,namelytheinfiniteimpulseresponse(IIR)digitalfilterandfiniteimpulseresponse(FIRdigitalfilters).TheorderofrealizingIIRfilterisused,lowandhighefficiencylessstorageunit,highprecision,andcankeepsomesimulationcharacteristicsoffilter,soitiswidelyused.Matlabsoftwarebasedonmatrixcomputation,thecalculation,visualizationandprogramdesignoforganicintegrationtointeractiveenvironmentfordigitalfilter,andtheresearchandapplicationofprovidesanintuitive,efficientandconvenienttool.EspeciallyintheMatlabsignalprocessingtoallareasofresearchtoolboxpersonnelcaneasilyforscientificresearchandengineeringapplication.Thispaperintroducestheconceptofdigitalfilter,classificationanddesignrequirements.ThenusingMATLABlanguageprogramming,withfunctionsofsignalprocessingFDAToolgraphicalinterfacedesignofinterfacedesignandSptoolfilter,andFDAToolanalogsignalprocessingIIRdigitalfilter.KeydesignChebyshevtypeIandIIdigitalChebyshevlowpassfilter,andintroducesoptimizationdesign.【Keywords】IIRFilterFDAToolSptoolSimulink畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄前言.第一章數(shù)字濾波器.第一節(jié)數(shù)字濾波器的概念.第二節(jié)數(shù)字濾波器的分類.第三節(jié)數(shù)字濾波器的設(shè)計要求.第二章IIR數(shù)字濾波器設(shè)計方法.第一節(jié)IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計步驟.第二節(jié)用脈沖相應(yīng)不變法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器.一、設(shè)計原理.二、脈沖響應(yīng)不變法優(yōu)缺點.第三節(jié)雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器.一、設(shè)計原理.二、雙線性變換法優(yōu)缺點.第三章IIR濾波器的MATLAB設(shè)計.第一節(jié)IIR數(shù)字濾波器的典型設(shè)計法.第二節(jié)IIR數(shù)字濾波器的直接設(shè)計法.第三節(jié)FDATool介紹和界面設(shè)計.第四節(jié)FDATOOL設(shè)計IIR數(shù)字濾波器.第五節(jié)SIMULINK仿真IIR濾波器.總結(jié).致謝.參考文獻.結(jié)束語.-前言隨著信息時代和數(shù)字世界的到來，數(shù)字信號處理已成為當今一門極其重要的學科和技術(shù)領(lǐng)域。目前數(shù)字信號處理在通信、語音、圖像、自動控制、雷達、軍事、航空航天、醫(yī)療和家用電器等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在數(shù)字信號處理中起著重要的作用并已獲得廣泛應(yīng)用的是數(shù)字濾波器（DF，DigitalFilter），根據(jù)其單位沖激響應(yīng)函數(shù)的時域特性可分為兩類：無限沖激響應(yīng)IIR（InfiniteImpulseResponse）濾波器和有限沖激響應(yīng)FIR（FiniteImpulseResponse）濾波器。與FIR濾波器相比，IIR的實現(xiàn)采用的是遞歸結(jié)構(gòu)，極點須在單位圓內(nèi)，在相同設(shè)計指標下，實現(xiàn)IIR濾波器的階次較低，即所用的存儲單元少，從而經(jīng)濟效率高。MATLAB是英文MATrixLABoratory(矩陣實驗室)的縮寫。它是美國的MathWorks公司推出的一套用于科學計算和圖形處理可視化、高性能語言與軟件環(huán)境。MATLA