数字信号处理课程设计报告---iir滤波器分析与设计

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1、数字信号处理课程设计报告选题名称:系（院）:专业:班级:姓名:学号:指导教师:学年学期:2010~2011学年第1学期2011年01月08日设计任务书课题名称IIR滤波器分析与设计设计目的1.理解并掌握无限脉冲响应数字滤波器（IIR）的机理，分析IIR滤波器的结构特性，观察IIR滤波器的频域特性；2.学习IIR数字滤波器的三种典型的设计方法,并观察、比较设计结果；3.熟悉IIR数字滤波器的计算机编程；4.加深对课堂知识的理解与灵活应用，学习开发资料的收集与整理，学会撰写课程设计报告。实验环境1.微型电子计算机（PC）；2.MATLAB6.5或Visual

2、C++6.0等开发环境。任务要求1.利用课余时间查阅课题相关资料，深入理解课题含义及设计要求，注意材料收集与整理；2.在第18周完成预设计，并请指导教师审查，通过后方可进行下一步工作；3.按指导书要求设计软件；4.要求形成稳定的程序软件，可以运行，方可申请答辩；5.结束后，及时提交课程设计报告（含纸质稿、电子稿）。工作进度计划序号起止日期工作内容12011.01.03~2011.01.03在预设计的基础上，进一步查阅资料，完善设计方案，形成书面材料。22011.01.04~2011.01.05设计总体方案，构建绘制流程框图，编写代码，上机调试。32011

3、.01.06~2011.01.07测试程序，优化代码，增强功能，撰写设计报告。42011.01.08~2011.01.08提交软件代码、设计报告，参加答辩，根据教师反馈意见，修改、完善设计报告。指导教师（签章）：年月日摘要：数字滤波器是指输入、输出均为数字信号，通过一定的运算关系改变输入信号所含频率成分的相对比例或滤除某些频率成分的器件。它在各种数字信号处理领域均有广泛的应用，其质量的优劣直接决定着数字产品的质量，数字滤波器按网络结构可分为IIR数字滤波器和FIR数字滤波器，其中IIR数字滤波器因结构简单，体积小，可靠性高，运算速度快等优点，在一些对相位

4、要求不十分严格的场合有重要作用。本设计是利用Matlab语言对IIR数字滤波器设计建立一个软件仿真平台，系统由巴特沃斯滤波器、切比雪夫Ⅰ型滤波器、切比雪夫Ⅱ型滤波器等组成,每种滤波器也包含低通、高通、带通、带阻滤波的设计，设计结果由时域单位脉冲响应图形幅度谱、相位谱以及极零点图表示，并输入音频文件测试滤波功能，还可任意修改各系统参数以分析研究滤波器设计结果，形象直观。关键词：数字滤波器；Matlab；IIR数字滤波器；仿真目录1课题综述11.1课题来源及意义11.2实现的功能12系统分析12.1设计的基础知识12.2IIR滤波器的MATLAB实现33系统

5、设计33.1IIR滤波器的设计33.2系统框图44代码编写54.1巴特沃斯低通与高通的实现代码54.2巴特沃斯带通与带阻实现代码54.3切比雪夫1低通与高通的实现代码64.4切比雪夫2低通与高通的实现代码65运行与调试75.1运行界面75.2程序调试11总结12致谢13参考文献141课题综述1.1课题来源及意义数字滤波是数字信号处理的重要内容，是由乘法器、加法器的单位掩饰器组成的一种运算过程，其功能是对输入离散信号进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。数字滤波器根据频域特性可为低通、高通、带通和带阻四个基本类型；根据时域特性可分为无限长单位冲激响应II

6、R（InfiniteImpulseResponse）滤波器和有限长单位冲激响应FIR（FiniteImpulseResponse）滤波器。其中MATLAB软件为数字滤波的研究和应用提供了一个直观、高效、便捷的利器。它以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个交互式的工作环境中，其中信号处理、图像处理、小波等工具箱为数字滤波研究的蓬勃发展提供了有力的工具。数字滤波在通信、图像编码、语音编码、雷达等许多领域中有着十分广泛的应用。目前，数字信号滤波器的设计图像处理、数据压缩等方面的应用取得了令人瞩目的进展和成就。鉴于此，数字滤波器的设计显得尤为重要

7、。1.2实现的功能用MATLAB仿真软件设计出IIR滤波器的主要框架，里面包含巴特沃斯滤波器、切比雪夫两种滤波器的低通，高通，带通，带阻滤波，输入音频文件观察声音是否进行了滤波，在高通、低通、带通、带阻滤波的情况下音频输出有何不同，并比较各滤波器滤波效果。2系统分析2.1设计的基础知识2.1.1巴特沃斯滤波器的原理IIR滤波器的系统函数可以用极、零点表示：16IIR滤波器的系统函数的设计就是确定H(Z)中的ak,bk，或确定ck、dk及A，以使滤波器满足给定性能的要求。若通过模拟滤波器来设计数字滤波器，则：首先，设计一个合适的模拟滤波器Ha(s)，然后，

8、变换成满足预定指标的数字滤波器H(z)。常用模拟原型滤波器有巴特沃斯滤波器、切比