基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计与仿真

毕业设计（论文）任务书系部指导教师职称学生姓名专业班级学号设计题目基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计与仿真设计内容目标和要求（设计内容目标和要求、设计进度等）设计目标和要求：使用matlab软件设计并仿真IIR数字带通滤波器，要求通带范围为300hz~3400hz。1ͺ使用matlab程序设计出数字巴特沃斯低通滤波器，中心截止频率300hz，通带截止频率250hz，衰减1db，阻带截止频率350hz，衰减20db。2ͺ使用matlab将截止频率为300hz的数字巴特沃斯低通滤波器，经频率变换，变为上下截止频率分别为3400hz，300hz的数字带通滤波器。3ͺ使用matlab的simulink对设计出的IIR数字带通滤波器进行仿真。4ͺ翻译与论文相关的电子信息工程专业外文资料3000字。设计具体要求：1ͺ使用matlab完成IIR数字滤波器的设计与仿真2ͺIIR数字滤波器的设计要有相应的matlab程序文件3ͺ使用simulink仿真系统完成标准语音（加噪声）的采集ͺ处理及语言的播放设计进度：1ͺ现在至2013年2月7日；根据课题内容查阅相关资料，写《开题报告》，并在小组进行答辩（不通过者，开题报告重写）；2ͺ2013年2月8日至2013年2月28日；根据所研究的课题内容自学相关课程；3ͺ2013年3月1日至2013年4月30日；课题设计、实习阶段。根据开题报告和所学知识，在查阅大量相关资料的基础上进行深入研究探讨，并提出自己的独到见解；4ͺ2013年5月1日至2013年6月1日；论文撰写阶段。根据课题设计内容，结合所做的工作，按要求撰写论文（论文在答辩之前必须装订成册）；5ͺ2013年6月6日至2013年6月16日；论文答辩阶段。按学院的时间安排进行答辩。指导教师签名：年月日系部审核毕业设计（论文）学生开题报告课题名称基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计与仿真课题来源自选课题类型B指导教师学生姓名学号专业班级本课题的研究现状、研究目的及意义：研究现状：我国于50年代后广泛使用滤波器，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踏入国际发展步伐，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。研究目的及意义：数字滤波器在工程技术的各个领域内都有着广泛的应用,其具体表现在电、磁、光以及热等信号的收集与分析,对于收集到的信号需要从中筛选出所需的信号,包含某些频率成分的信号。尤其在通信领域内,更需要滤波器对以收信号进行滤波。空气中掺杂着大量的不同频率的信号,当携带所需的信息的某种频率的电磁波发送到空气中,这时想要接收到我们需要的信息,就需要对空气的各种不同频率的信号进行滤波,这样才能接收到所需的信息,如果没有滤波器进行滤波,所接受到的信息将会掺杂其他的信息,干扰所得到的信息的真实性。所以研究数字滤波器是很有意义,它对通信和其它领域都有很重要的作用。课题类型：（1）A—工程实践型；B—理论研究型；本课题的研究内容使用matlab软件设计并仿真IIR数字带通滤波器，要求通带范围为300hz~3400hz。1ͺ使用matlab程序设计出数字巴特沃斯低通滤波器，中心截止频率300hz，通带截止频率250hz，衰减1db，阻带截止频率350hz，衰减20db。2ͺ使用matlab将截止频率为300hz的数字巴特沃斯低通滤波器，经频率变换，变为上下截止频率分别为3400hz，300hz的数字带通滤波器。3ͺ使用matlab的simulink对设计出的IIR数字带通滤波器进行仿真。本课题研究的实施方案、进度安排实施方案：首先确定选题并报指导教师的批准，接着收集资料，整理、查阅资料，根据课题的研究向和所得资料、写出开题报告。完成开题报告后就编写提纲根据提纲写出初稿，根据修改后的初稿写出二稿，根据再修改后的二稿写出三稿。检查错别字，编排标准格式，定稿打印。进度安排：1ͺ现在至2013年2月7日；根据课题内容查阅相关资料，写《开题报告》，并在小组进行答辩（不通过者，开题报告重写）；2ͺ2013年2月8日至2013年2月28日；根据所研究的课题内容自学相关课程；3ͺ2013年3月1日至2013年4月30日；课题设计、实习阶段。根据开题报告和所学知识，在查阅大量相关资料的基础上进行深入研究探讨，并提出自己的独到见解；4ͺ2013年5月1日至2013年6月1日；论文撰写阶段。根据课题设计内容，结合所做的工作，按要求撰写论文（论文在答辩之前必须装订成册）；5ͺ2013年6月6日至2013年6月16日；论文答辩阶段。按学院的时间安排进行答辩。已查阅的主要参考文献[1]倪养华．数字信号处理与实现[M]．上海：上海交通大学出版社，1998[2]飞思科技产品研发中心．MATLAB7辅助信号处理技术与应用[M]．北京：电子工业出版社，2005[3]楼顺天．基于MATLAB的系统分析与设计一信号处理[M]．西安：西安电子科技大学出版社，1998.[4]张葛祥．MATLAB仿真技术与应用[M]．北京：清华大学出版社，2003[5]胡广书数字信号处理、理论、算法与实现[M]．北京：清华大学出版社，1997[6]陈希林．一种LabWindows/CVI与MATLAB混合编程的实现方法[J].微计算机信息，2005[7]刘波．MATLAB信号处理[M]．北京：电子工业出版社，2006[8]施阳．MATLAB语言工具箱[M]．西安：西北工业大学出版社，1999[9]高西全．数字信号处理[M]．西安电子科技大学出版社第三版，2008指导教师意见指导教师签名：年月日毕业设计（论文）学生申请答辩表课题名称基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计与仿真指导教师（职称）申请理由学分已修满，完成毕业设计（论文）学生所在系部电气信息系专业班级学号学生签名：日期：毕业设计（论文）指导教师评审表序号评分项目（理工科）评分项目(文科)满分评分1工作量外文翻译152文献阅读与外文翻译文献阅读与文献综述103技术水平与实际能力创新能力与学术水平254研究成果基础理论与专业知识论证能力255文字表达文字表达106学习态度与规范要求学习态度与规范要求15总分100评语（是否同意参加答辩）指导教师签名：另附《毕业设计（论文）指导记录册》年月日4毕业设计（论文）评阅人评审表学生姓名专业班级学号设计（论文）题目基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计与仿真评阅人评阅人职称序号评分项目（理工科、管理类）评分项目(文科)满分评分1工作量外文翻译152文献阅读与外文翻译文献阅读与文献综述103技术水平与实际能力创新能力与学术水平254研究成果基础理论与专业知识论证能力255文字表达文字表达106学习态度与规范要求学习态度与规范要求15总分100评语评阅人签名：年月日5毕业设计（论文）答辩表学生姓名专业班级学号设计（论文）题目基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计与仿真序号评审项目指标满分评分1报告内容思路清新；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论有应用价值。402报告过程准备工作充分,时间符合要求。103创新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。104答辩回答问题有理论依据，基本概念清楚。主要问题回答准确，深入。40总分100答辩组评语答辩组组长（签字）：年月日答辩委员会意见答辩委员会负责人（签字）：年月日6-1毕业设计（论文）答辩记录表学生姓名专业班级学号设计（论文）题目基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计与仿真答辩时间答辩地点答辩委员会名单问题1提问人：问题：回答（要点）：问题2提问人：问题：回答（要点）：问题3提问人：问题：回答（要点）：记录人签名（不足加附页）问题4提问人：问题：回答（要点）：问题5提问人：问题：回答（要点）：问题6提问人：问题：回答（要点）：问题7提问人：问题：回答（要点）：问题8提问人：问题：回答（要点）：记录人签名7毕业设计（论文）成绩评定总表学生姓名：专业班级：毕业设计（论文）题目：基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计与仿真注：成绩评定由指导教师、评阅教师和答辩组分别给分(以百分记)，最后按“优(90--100)”、“良(80--89)”、“中(70--79)”、“及格(60--69)”、“不及格(60以下)”评定等级。其中，指导教师评定成绩占40%，评阅人评定成绩占20%，答辩组评定成绩占40%。成绩类别成绩评定Ⅰ指导教师评定成绩Ⅱ评阅人评定成绩Ⅲ答辩组评定成绩总评成绩Ⅰ×40%+Ⅱ×20%+Ⅲ×40%评定等级毕业设计（论文）基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计与仿真学生姓名：学号：所在系部：专业班级：指导教师：日期：BasedontheMATLABIIRdigitalbandpassfilterdesignandsimulationBy(WangZheng)May2013学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日摘要在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种噪声和干扰，所以很多信号分析都是基于滤波器而进行的，而数字滤波器是通过数值运算实现滤波，具有处理精度高、稳定、灵活、不存在阻抗匹配问题等优点，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即无限长冲激响应(IIR)数字滤波器和有限长冲激响应(FIR)数字滤波器。实现IIR滤波器的阶次较低，所用的存储单元较少，效率高，精度高，而且能够保留一些模拟滤波器的优良特性，因此应用很广。Matlab软件以矩阵运算为基础，把计算、可视化及程序设计有机融合到交互式工作环境中，并且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。尤其是Matlab中的信号处理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。本文根据模拟滤波器的设计原理，提出了IIR数字滤波器的设计方法，并在MATLAB环境下实现了IIR数字滤波器的设计和仿真。其主要内容概括为：首先对滤波器的原理和设计进行了介绍；接着描述了IIR数字滤波器的基本概念，其中包括系统的描述、系统的传递函数、系统的模型；接着简单介绍MATLAB，并对信号进行加噪处理；重点描述了IIR数字滤波器的设计过程，最后对IIR滤波器进行仿真，还原原始信号。关键词：MATLAB，IIR数字滤波器，降噪AbstractInmoderncommunicationsystem,becausethesignalisoftenmixedwithvariousnoiseandinterference,soalotofsignalanalysisarebasedonthefilterandthedigitalfilter,andthroughnumericalarithmetictorealizefiltering,hashighprocessingprecision,stable,flexible,thereisnoproblemofimpedancematchingandotheradvantages,canrealizeanalogfiltercanachievespecialfilteringfunction.Digitalf