基于MATLAB的IIR数字带通滤波器设计

毕业设计说明书中文摘要基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计摘要当前我们正处于数字化时代，数字信号处理技术受到了人们的广泛关注，其理论及算法随着计算机技术和微电子技术的发展得到了飞速的发展，被广泛应用于语音图象处理、数字通信、谱分析、模式识别、自动控制等领域。数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一，几乎出现在所有的数字信号处理系统中。数字滤波是语音和图象处理、模式识别、谱分析等应用中的一个基本处理算法，在数字信号处理中，占有极其重要的地位。数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一。文中阐述了IIR数字滤波器的设计思想，介绍了用MATLAB实现的过程，对数字滤波器的推广应用有一定的促进作用。关键词数字滤波器IIRMATLAB毕业设计说明书外文摘要MATLAB-BasedDesignofIIRDigitalFilterAbstractNowadaysweareinthedigitaltime,andthetechnologyofdigitalsignalprocessinghasgotextensiveattentionbypeople.Accompanywiththedevelopmentoftechnologyofcomputerandmicroelectronics,thetheoryandarithmeticofdigitalsignalprocessingdevelopsquickly,Digitalfiltersareextensivelyusedinaudioandvideoprocessing,digitalcommunications,spectrumanalysis,autocontrol,andsoon.Digitalfilterisoneofthemostimportantpartsofdigitalsignalprocessing,andalmostappearsinalldigitalsignalprocessingsystem.Digitalfilterisabasicarithmetictospeechandimageprocessing，patternrecognition,andspectrumanalysis．Itplaysaveryimportantroleindigitalsignalprocessing.ThisarticlestatesFIRdigitalfilter’sdesigningthought,andintroducestherealizationprocessbasedonMATLABbycombinationanexampleofbandpassingfilter’sdesign.Andcorrectresultisobtained.KeywordsDigitalFilterIIRMATLA1绪论..................................................................11.1数字滤波器的优点.....................................................................................................................21.2数字滤波器的发展概况.............................................................................................................31.3开发工具.....................................................................................................................................41.3.1MATLAB软件简介·························································································41.3.2MATLAB特点······························································································52数字滤波器理论研究....................................................62.1滤波器的设计...............................................................................................................................62.2数字滤波器的定义.....................................................................................................................72.3滤波器的设计步骤.......................................................................................................................82.4数字滤波器的类型.......................................................................................................................82.5滤波器的选择...............................................................................................................................92.5.1FIR和IIR数字滤波器的比较·········································································92.5.2FIR或IIR滤波器的选取原则········································································102.6数字滤波器的实现方法.............................................................................................................103IIR滤波器的设计.......................................................113.1数字滤波器....................................................................................................................................113.2IIR数字滤波器设计方法..........................................................................................................123.2.1用脉冲相应不变法设计IIR数字滤波器·····························································133.2．2用双线性变换法设计IIR数字滤波器····························································154IIR数字带通滤波器设计过程............................................184.1设计步骤：.................................................................................................................................184.2程序流程框图：.........................................................................................................................194.3MATLAB程序：............................................................................................................................19结论....................................................................22参考文献................................................................23致谢.....................................................................241基于MATLAB的IIR数字带通滤波器设计1绪论凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最为复杂的要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。1917年美国和德国科学家分别发明了LC滤波器，次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向。导致RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展，到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。80年代，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。我国广泛使用滤波器是50年代后期的事，当时主要用于话路滤波和报路滤波。经过半个世纪的发展，我国滤波器在研制、生产和应用等方面已纳入国际发展步伐，但由于缺少专门研制机构，集成工艺和材料工业跟不上来，使得我国许多新型滤波器的研制应用与国际发展有一段距离。目前数字滤波器的设计有许多现成的高级语言设计程序，但他们都存在设计效率较低，不具有可视图形，不便于修改参数等缺点，而Matlab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。他以矩阵运算为基础，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。尤其是Matlab工具箱使各个领域的研究人员可以直观方便地进行科学研究与工程应用。其中的信号处理工具箱、图像处理工具箱、小波工具箱等更是为数字滤波研究的蓬勃发展提供了可能。1.1数字滤波器的优点数字滤波器(DigitalFilter)在数字信号处理（DSP,DigitalSignalProcessing）中具有非常重要的作用。在许多应用中，例如