基于dsp的iir数字滤波器设计开题报告

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1、开题报告表课题名称基于DSP的IIR数字滤波器设计课题来源自选课题类型CY指导教师学生姓名学号专业电子信息工程设计目的：随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理己成为一门极其重要的学科和技术领域，数字滤波在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用，数字滤波作为数字信号处理的重要组成部分有着十分广泛的应用前景。用DSP芯片实现数字滤波除了具有稳定性好、精确度高、不受外界影响等优点外，还具有灵活性好的特点，可对芯片编程来实现数字滤波的参数修改，进而十分方便地修改滤波器的特性。因此基于DSP的数字滤波被广泛应用于语音、图

2、像、软件无线电等领域，具有广阔的发展空间。通过本设计可以使学生系统的掌握所学过的数字信号处理的知识，熟练的应用DSP器件。内容及要求：1.熟悉MATLAB的编程语言和数字信号处理的相关知识。2.研究在MATLAB环境下IIR数字滤波器的模型。3.设计一个价格低、功耗小、精度高的IIR数字滤波器系统。4．研究IIR滤波器在DSP中的具体实现方法。编写一套可行高效的数字滤波器程序。思路与预期成果：1、数字滤波器的基本理论：数字滤波的发展前景、结构、表达方式及实现方法；2、滤波器技术指标的确定；3、数字滤波器的MATLAB实现：MATLAB程序设计与仿真；4、数字滤波器在

3、DSP上的实现：MATLAB与DSP的连接、DSP周边电路的连接、DSP程序设计及仿真。任务完成的阶段内容及时间安排：第1周～第2周：图书馆查找资料，消化资料第3周～第4周：翻译英文材料第5周～第8周：熟悉MATALB语音和DSP芯片及编程语言第9周～第12周：硬件及程序设计第13周～第15周：完成论文指导教师签名：日期：文献综述1引言数字滤波器精确度高、使用灵活、可靠性高，具有模拟设备所没有的许多优点，已广泛地应用于各个科学技术领域,例如数字电视、语音、通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。数字滤波器按实现的网络结构或者从单位脉冲响应，分为I

4、IR（无限脉冲响应）和FIR（有限脉冲响应）滤波器。如果IIR滤波器和FIR滤波器具有相同的性能，那么通常IIR滤波器可以用较低的阶数获得高的选择性，执行速度更快，所有的储存单元更少，所有既经济又高效。本课题主要应用MATLAB软件设计IIR数字滤波器，并对所设计的滤波器进行仿真；应用DSP集成开发环境——CCS调试汇编程序，文章介绍IIR数字滤波器在DSP中的实现方法。DSP芯片是一种特别适合数字信号处理运算的微处理器，主要用来实时、快速地实现各种数字信号处理算法。用DSP芯片实现IIR数字滤波器，不仅具有精确度高、不受环境影响等优点，而且因DSP芯片的可编程性，

5、可方便地修改滤波器参数，从而改变滤波器的特性，设计十分灵活。2主要内容2.1数字IIR滤波器的理论设计分析　　数字滤波器实际上是一个采用有限精度算法实现的线性非时变离散系统，滤波器的功能实现实际上是通过大量的加法运算和乘法运算完成的。IIR数字滤波器差分方程的一般形式为：（1）从IIR数字滤波器的实现来看，有直接型、级联型、并联型和格型等基本网络结构。不同的结构形式会有不同的运算误差，其稳定性、运算速度、所占用的存储空间等也有所不同[3]。其中直接Ⅱ型仅需要N级延迟单元，且可作为级联型和并联型结构中的基本单元，是最常用的IIR数字滤波器结构之一。　　IIR数字滤波器

6、的设计方法有两类[4]，一类是借助于模拟滤波器的设计方法设计出模拟滤波器，利用冲激响应不变法或双线性变换法转换成数字滤波器，然后用硬件或软件实现；另一类是直接在频域或时域中进行设计，设计时需要计算机作辅助工具。对系统传递函数为　　（2）的IIR数字波滤器来说，设计的任务就是寻求一种因果关系和物理上可实现的系统传递函数H(z)，使其频率响应H(ejω)能够满足所希望得到的频域指标。2.2IIR数字滤波器的MATLAB实现根据以上IIR数字滤波器理论分析，下面运用双线性变换法基于MATLAB设计一个IIR带通滤波器，其中带通的中心频率为ωp0=0.5π，;通带截止频率ω

7、p1=0.4π,ωp2=0.6π;通带最大衰减αp=3dB;阻带最小衰减αs=15dB;阻带截止频率ωs2=0.7π(1)根据任务,确定性能指标:在设计带通滤波器之前,首先根据工程实际的需要确定滤波器的技术指标:带通滤波器的阻带边界频率关于中心频率ωp0几何对称，因此ws1=wp0-(ws2-wp0)=0.3π通带截止频率wc1=0.4π,wc2=0.6π;阻带截止频率wr1=0.3π，wr2=0.7π；阻带最小衰减αs=3dB和通带最大衰减αp=15dB;(2)用Ω=2/T*tan(w/2)对带通数字滤波器H(z)的数字边界频率预畸变，得到带通模拟滤波器H(s