_陷波器设计内容.doc

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1、数字信号处理课程设计报告书题目陷波器设计II课程设计任务书班级电信111姓名小丢题目陷波器设计技术参数、设计要求、检测数据等在信号采集时，往往受到50Hz电源频率干扰，分别用FIR和IIR滤波器设计方法设计实现一个50Hz陷波器，要求陷波器阻带在以内，给定采样频率，（1）设计一个50Hz的陷波器，给出原理框图，用多频信号（含有50Hz）作为输入，输出为滤去50Hz单频干扰之后的信号；（2）要求设计FIR和IIR滤波器分别至少采用2种方案实现；（3）分析比较各种方法所设计陷波器性能。设计进度安排或工作计划2014.7.1~2014.7.2：熟

2、悉课题，查询相关资料，完成方案选择。2014.7.3~2014.7.6：设计模块划分、实现及各模块调试、验证。2014.7.7~2014.7.8：设计整体实现、调试及验证，并开始撰写报告。2014.7.9~2014.7.10：设计完成，课程设计报告撰写并定稿，上交。其它认真阅读数字信号处理课程设计报告撰写规范；课题小组经协商好要指定组长并明确分工，形成良好团队工作氛围；基于课题基本要求，各小组课再细化、增加要求；课题小组每成员均需各自撰写一份课程设计报告。II课题题目摘要随着数字技术的发展，数字滤波器在许多领域得到广泛的应用。它是通信、语言

3、、图像、自动控制、雷达、航空航天、生物医学信号处理等领域中的一种基本处理部件，具有稳定性好、精度高、灵活性大等突出优点。在信号采集时，往往受到50Hz电源频率干扰，尤其是在供电系统不稳定、外界环境适应性差时严重影响要采集信号的正确判断。本设计研究一种在MATLAB语言环境下分别用IIR和FIR滤波器设计方法设计实现一个数字陷波器，并将设计的滤波器应用到混合的正弦信号，通过仿真测试，用两种方法设计的滤波器可以很好的消除50Hz的工频干扰，并分析比较了各种方法所设计的陷波器性能。在设计IIR数字陷波器过程中,是用椭圆数字陷波滤波器的设计方法，而

4、FIR数字陷波器的设计主要用窗函数法、频率采样法及等波纹逼近法。FIR滤波器可以得到严格的线性相位，但它的传递函数的极点固定在原点，只能通过改变零点位置来改变性能，为了达到高的选择性，必须用较高的阶数，对于同样的滤波器设计指标，FIR滤波器要求的阶数可能比IIR滤波器高5～10倍。IIR滤波器的设计可以利用模拟滤波器的许多现成的设计公式、数据和表格，计算的工作量较小。关键词数字陷波器；50Hz工频干扰；IIR和FIR滤波器II目录课程设计任务书I摘要II1设计概述11.1设计背景11.2设计目的11.3设计内容及要求12设计方案及实现22.

5、1总体方案设计22.2设计原理32.2.1数字陷波器原理32.2.2IIR数字陷波器原理32.2.3FIR数字陷波器原理43设计结果分析93.1IIR数字陷波器设计93.2FIR数字陷波器设计113.2.1用窗函数法设计陷波器113.2.2频率采样法设计陷波器133.2.3基于切比雪夫等波纹逼近法144总结171设计概述1.1设计背景在我国采用的是50Hz频率的交流电，所以在平时需要对信号进行采集处理和分析时，常会存在50Hz的工频干扰，对我们的信号处理造成很大干扰，因此50Hz陷波器在日常成产生活中被广泛应用，其技术已基本成熟。 陷波器也

6、称带阻滤波器，它能在保证其他频率的信号不损失的情况下，有效的抑制输入信号中某一频率信息。所以当电路中需要滤除存在的某一特定频率的干扰信号时，就经常用到陷波器。50Hz陷波器不仅在通信领域里被大量应用，还在自动控制、雷达、声纳、人造卫星、仪器仪表测量及计算机技术等领域有着广泛的应用。鉴于MATLAB是一个具有强大分析能力的数学工具，本设计采用基于MATLAB的程序设计的方法来实现IIR数字陷波器和FIR数字陷波器，并分别通过仿真测试，实现50Hz工频信号的消除。1.2设计目的用IIR和FIR滤波器分别设计实现一个数字陷波器，并将设计的滤波器应

7、用到混合的正弦信号，通过仿真测试，消除50Hz的工频干扰，分析比较各种方法所设计陷波器性能。1.3设计内容及要求深入了解利用MATLAB设计IIR和FIR数字滤波器的基本方法，在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法，提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力，锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。分别用FIR和IIR滤波器设计方法设计实现一个50Hz陷波器，要求陷波器阻带在以内，给定采样频率，（1）设计一个50Hz的陷波器，给出原理框图，用多频信号（含有50Hz）作为输入，输出为滤去50Hz单频干扰之后的信号；（2

8、）要求设计FIR和IIR滤波器分别至少采用2种方案实现；（3）分析比较各种方法所设计陷波器性能。231设计方案及实现1.1总体方案设计正弦信号50Hz干扰信号混合信号源IIR滤波