基于双线性变换法设计数字butterworth iir高通滤波器

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1、课程设计课程设计名称：基于双线性不变法设计数字ButterworthIIR高通滤波器专业班级：电信学生姓名：星空学号：指导教师：课程设计时间：2013年6月数字信号处理专业课程设计任务书学生姓名星空专业班级电信学院名称信息科学与工程学院题目基于双线性变换法设计数字ButterworthIIR高通滤波器课题性质工程技术研究课题来源自拟指导教师同组姓名主要内容设计一个具有如下性能指标的数字ButterworthIIR高通滤波器：=0.65，=0.50，=0.01，=0.001；分析最后设计结果性能。任务要求1.掌握双线性变换法设计数字滤波器的基本流程；2.掌握Butterworth

2、型模拟低通原型滤波器；3.求出所设计滤波器的传输函数；4.绘制所设计滤波器的幅频特性图。参考文献[1]胡广书.数字信号处理—理论、算法与实现[M].北京:清华大学出版社,1997.[2]R.Lyons.UnderstandingDigitalSignalProcessing[M].2nded.PrenticeHallPTR.,2004.[3]A.V.奥本海姆,R.W.谢弗andJ.R.巴克.离散时间信号处理[M].第二版.西安交通大学出版社,2001.[4]S.K.Mitra.DigitalSignalProcessing:AComputer-BasedApproach[M].

3、3rded.McGraw-Hill,2005.审查意见指导教师签字：教研室主任签字：2013年6月23日1需求分析   当今，数字信号处理(DSP：Digtal Signal Processing)技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科：它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们普遍的关注。 数字化、智能化和网络化是当代信息技术发展的大趋势，而数字化是智能化和网络化的基础，实际生活中遇到的信号多种多样，例如广播信号、电视信号、雷达信号、通信信号、导航信号、射电天文信号、生物医学信号、控制信号等等。上

4、述这些信号大部分是模拟信号，也有小部分是数字信号。模拟信号是自变量的连续函数，自变量可以是一维的，也可以是二维或多维的。大多数情况下一维模拟信号的自变量是时间，经过时间上的离散化(采样)和幅度上的离散化(量化)，这类模拟信号便成为一维数字信号。因此，数字信号实际上是用数字序列表示的信号，语音信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个一维离散时间序列；而图像信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个二维离散空间序列。数字信号处理，就是用数值计算的方法对数字序列进行各种处理，把信号变换成符合需要的某种形式。例如，对数字信号经行滤波以限制他的频带或滤除噪音和干扰，或将他们与其他信号进行分

5、离；对信号进行频谱分析或功率谱分析以了解信号的频谱组成，进而对信号进行识别；对信号进行某种变换，使之更适合于传输，存储和应用；对信号进行编码以达到数据压缩的目的，等等。 数字滤波技术是数字信号分析、处理技术的重要分支[2-3]。无论是信号的获取、传输，还是信号的处理和交换都离不开滤波技术，它对信号安全可靠和有效灵活地传输是至关重要的。在所有的电子系统中，使用最多技术最复杂的要算数字滤波器了。数字滤波器的优劣直接决定产品的优劣。 本题目要求采用双线性变换法设计一个具有如下性能指标的数字ButterworthIIR高通滤波器：=0.65，=0.50，=0.01，=0.001；可使用

6、MATLAB软件对其进行仿真和调试，分析最后设计结果性能。在此过程中，要求掌握双线性变换法设计数字滤波器的基本流程；掌握Butterworth型模拟低通原型滤波器；并需要求出所设计滤波器的传输函数；绘制所设计滤波器的幅频特性图。22概要设计IIR滤波器设计的主要方法是先设计低通模拟滤波器，然后转换为高通、带通或带阻数字滤波器。对于其他如高通，带通，则通过频率变换转换为设计相应的高通，带通等。在设计的全过程的各个步骤，matlab都提供相应的工具箱函数，使得IIR数字滤波器设计变得非常简单。基本的设计思路为：从归一化模拟低通原型出发，先在模拟域内经频率变换成为所需类型的模拟滤波器

7、；然后进行双线性变换，由S域变换到Z域，而得到所需类型的数字滤波器。基本流程图如下：归一化模拟低通原型模拟高通滤波器数字高通滤波器模拟域频率变换冲激响应不变法双线性变换法在由模拟高通滤波器转换为数字高通滤波器时，采用双线性变换法，由S域变换到Z域，即可得到所需类型的数字滤波器。3运行环境WindowXP或Window7系统4开发工具和编程语言MATLAB开发工具和编程语言5详细设计设计一个数字低通滤波器，其技术指标包括：通带临界频率=0.65π，通带峰值波纹δp=0.01；阻带临界频率=0.