课程设计---基于双线性变换法的iir数字低通滤波器设计

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1、课程设计题目：基于双线性变换法的IIR数字低通滤波器设计姓名：院系：电气信息工程学院专业班级：电子信息工程11-02学号：541101030206指导教师：成绩：时间：2014年6月9日至2014年6月13日课程设计任务书题目基于双线性变换法的IIR数字低通滤波器设计专业、班级电子信息工程11级2班学号541101030206姓名冯慧琦主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：首先依据给定的性能指标，采用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器；然后利用MATLAB软件的wavread函数读取.wav格式的语音信号，并利用所设计的

2、滤波器对音频信号进行滤波处理，画出滤波前后信号的时域波形及频谱；最后回放语音信号，分析滤波前后的语音变化。基本要求：1、滤波器技术指标为：fp=3000Hz;Ap=2dB;fs=4000Hz;As=45dB2、采用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器；3、掌握利用wavread函数读取.wav格式语音信号的方法；4、对语音信号进行滤波，并画出滤波前后信号的时域波形及频谱；5、回放语音信号，分析滤波前后的语音变化。主要参考资料：1、从玉良.数字信号处理原理及其MATLAB实现[M].北京：电子工业出版社.2009.72、胡广书.数字

3、信号处理理论、算法与实现[M].北京：清华大学出版社.2003,8完成期限：2010.6.24—2010.6.28指导教师签名：课程负责人签名：2013年6月24日基于双线性变换法的IIR数字低通滤波器设计摘要根据IIR滤波器的特点，在MATLAB坏境下用双线性变换法设计IIR数字滤波器。利用MATLAB设计滤波器，可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。关键词：双线性变换法，数字滤波器，MATLAB，IIR基于双线性变换法的IIR数字低通滤波器设计目录1.概述12.系统总

4、体设计方案22.1设计原理与步骤22.1.1设计原理22.2设计方案32.3设计步骤72.3.1设计步骤72.3.2程序流程框图82.3.3运行结果及分析8结论与展望11参考文献12附录13基于双线性变换法的IIR数字低通滤波器设计1.概述数字滤波器对信号滤波的方法是：用数字计算机对数字信号进行处理，处理就是按照预先编制的程序进行计算。数字滤波器的原理如图所示，它的核心是数字信号处理器。如果采用通用的计算机，随时编写程序就能进行信号处理的工作，但处理的速度较慢。如果采用专用的计算机芯片，它是按运算方法制成的集成电路，连接信号就能进

5、行处理工作，处理的速度飞快，但功能不易更改。如果采用可编程的计算机芯片，那么，装入什么程序机器就能具有什么功能。这种可编程芯片的优点很多，是现代电子产品的首选。如果是对模拟信号进行处理，则需要添加模数转换器和数模转换器。数字滤波器是按照程序计算信号，达到滤波的目的。通过对数字滤波器的存储器编写程序，就可以实现各种滤波功能。对数字滤波器来说，增加功能就是增加程序，不用增加元件，不受元件误差的影响，对低频信号的处理也不用增加芯片的体积。用数字滤波方法可以摆脱模拟滤波器被元件限制的困扰。数字滤波器一词出现在60年代中期。由于电子计算机技

6、术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。数字滤波器是一个离散时间系统（按预定的算法，将输入离散时间信号(对应数字频率)转换为所要求的输出离散时间信号的特定功能装置）。应用数字滤波器处理模拟信号（对应模拟频率）时，首先须对输入模拟信号进行限带、抽样和模数转换。数字滤波器输入信号的数字频率（2π*f/fs,f为模拟信号的频率，fs为采样频率，注意区别于模拟频率),按照奈奎斯特抽样定理，要使抽样信号的频谱不产生重叠，应小于折叠频率（ws/2=π)，其频率响应具有以2π为间隔的周期重复特

7、性，且以折叠频率即ω=π点对称。为得到模拟信号，数字滤波器处理的输出数字信号须经数模转换、平滑。数字滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点。数字滤波器在语言信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应用领域都得到了广泛应用。数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。应用最广的是线性、时不变数字滤波器，以及f.i.r滤波器。1基于双线性变换法的IIR数字低通滤波器设计2.系统总体设计方案2.1设计原理与步骤2.1.1设计原理滤波器的种

8、类很多，从功能上可分为低通、高通、带通和带阻滤波器，每一种又有模拟滤波器和数字滤波器两种形式。如果滤波器的输人和输出都是离散时间信号，则该滤波器的冲击响应也必然是离散的，这种滤波器称之为数字滤波器。数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通