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(基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计) (基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计)

格式:word 上传:2022-06-25 13:47:23

《(基于MATLAB的IIR数字带通滤波器的设计)》修改意见稿

1、“.....正是在这种环境下我才能够顺利完成学位论文。此外,在写论文的期间,使我们受益的不仅仅是郝老师广博的知识,丰富的经验,更为重要的是郝老师在为人,为师,以及教学中的态度。在为人方面,我懂得了做人要积极乐观,正直,乐于助人为师方面,要不遗余力无私奉献科研中,要严谨认真脚踏实地勤于动脑勤于动手。这些在我以后的工作和生活中将是我所要努力做到的。在论文撰写期间,我要感谢许多让我分享他们宝贵经验和知识的老师及朋友。他们为我论文的完成提出了许多宝贵建议及真知灼见和许多宝贵的意见,激发了我写作的灵感。在此表示最深的谢意。感谢父母的养育之恩,感谢家人的理解与支持,最后,对评审论文的各位专家学者表示衷心的感谢,不能用于实时系统,主要用于算法的模拟与仿真。在通用的计算机系统中加上专用的加速处理机实现。这种方法不便于系统的独立运行。用通用的单片机实现。单片机的接口性能良好,容易实现人机接口......”

2、“.....系统比较复杂,实现乘法运算速度较慢,而在数字滤波器中涉及大量的乘法运算,因此,这种方法适用于些不太复杂的数字信号处理。用通用的可编程芯片实现。与单片机相比,有着更适合于数字滤波的特点。它利用改进的哈佛总线结构,内部有硬件乘法器累加器,使用流水线结构,具有良好的并行特点,并有专门设计的适用于数字信号处理的指令系统等。用专用的芯片实现。在些特殊的场合,要求的信号处理速度极高,而通用芯片很难实现,这种芯片将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现,无须进行编程。用等可编程器件来开发数字滤波算法。使用相关开发工具和等硬件开发语言,通过软件编程用硬件实现特定的数字滤波算法。这方法由于具有通用性的特点并可以实现算法的并行运算,无论是作为独立的数字信号处理,还是作为芯片的协作处理器都是比较活跃的研究领域......”

3、“.....计算数字滤波器的系数,研究算法的可行性。对数字滤波器进行前期的仿真,可以采用或来实现硬件电路。本论文研究的重点集中在利用来实现数字滤波的软件仿真和实现。滤波器的设计数字滤波器数字滤波器是对数字信号实现滤波的线性时不变系统。数字滤波实质上是种运算过程,实现对信号的运算处理。输入数字信号数字序列通过特定的运算转变为输出的数字序列,因此,数字滤波器本质上是个完成特定运算的数字计算过程,也可以理解为是台计算机。描述离散系统输出与输入关系的卷积和差分方程只是给数字信号滤波器提供运算规则,使其按照这个规则完成对输入数据的处理。时域离散系统的频域特性,其中分别是数字滤波器的输出序列和输入序列的频域特性或称为频谱特性,是数字滤波器的单位取样响应的频谱,又称为数字滤波器的频域响应。输入序列的频谱经过滤波后,因此,只要按照输入信号频谱的特点和处理信号的目的,适当选择......”

4、“.....这就是数字滤波器的滤波原理。数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性,可分为两种,即无限长冲激响应数字滤波器和有限长冲激响应数字滤波器。数字滤波器的特征是,具有无限持续时间冲激响应,需要用递归模型来实现,其差分方程为系统函数为设计滤波器的任务就是寻求个物理上可实现的系统函数,使其频率响应满足所希望得到的频域指标,即符合给定的通带截止频率阻带截止频率通带衰减系数和阻带衰减系数。数字滤波器设计方法数字滤波器是种离散时间系统,其系统函数为假设,当时,系统函数可以看作个的子系统和个的子系统的级联。数字滤波器的设计实际上是求解滤波器的系数和,它是数学上的种逼近问题,即在规定意义上通常采用最小均方误差准则去逼近系统的特性。如果在平面上去逼近,就得到模拟滤波器如果在平面上去逼近,就得到数字滤波器。用脉冲相应不变法设计数字滤波器利用模拟滤波器来设计数字滤波器......”

5、“.....这种模仿可以从不同的角度出发。脉冲响应不变法是从滤波器的脉冲响应出发,使数字滤波器的单位脉冲响应序列模仿模拟滤波器的冲激响应,即将进行等间隔采样,使正好等于的采样值,满足式中,是采样周期。如果令是的拉普拉斯变换,为的变换,利用采样序列的变换与模拟信号的拉普拉斯变换的关系得则可看出,脉冲响应不变法将模拟滤波器的平面变换成数字滤波器的平面,这个从到的变换是从平面变换到平面的标准变换关系式。图脉冲响应不变法的映射关系由式,数字滤波器的频率响应和模拟滤波器的频率响应间的关系为这就是说,数字滤波器的频率响应是模拟滤波器频率响应的周期延拓。正如采样定理所讨论的,只有当模拟滤波器的频率响应是限带的,且带限于折叠频率以内时,即才能使数字滤波器的频率响应在折叠频率以内重现模拟滤波器的频率响应,而不产生混叠失真......”

6、“.....任何个实际的模拟滤波器频率响应都不是严格限带的,变换后就会产生周期延拓分量的频谱交叠,即产生频率响应的混叠失真。这时数字滤波器的频响就不同于原模拟滤波器的频响,而带有定的失真。当模拟滤波器的频率响应在折叠频率以上处衰减越大越快时,变换后频率响应混叠失真就越小。这时,采用脉冲响应不变法设计的数字滤波器才能得到良好的效果。图脉冲响应不变法中的频响混叠现象对模拟滤波器的单位冲激响应进行采样,采样频率为,若使增加,即令采样时间间隔减小,则系统频率响应各周期延拓分量之间相距更远,因而可减小频率响应的混叠效应。脉冲响应不变法优缺点从以上讨论可以看出,脉冲响应不变法使得数字滤波器的单位脉冲响应完全模仿模拟滤波器的单位冲激响应,也就是时域逼近良好,而且模拟频率和数字频率之间呈线性关系。因而......”

7、“.....得到带通模拟滤波器的边界频率主要是通带截止频率阻带截止频率,的转换。为了计算简便,对双线性变换法般通带截止频率阻带截止频率阻带最小衰减和通带最大衰减运用低通到带通频率变换公式将模拟带通滤波器指标转换为模拟低通滤波器指标。得出模拟低通滤波器指标,设计模拟低通原型滤波器。用模拟低通滤波器设计方法得到模拟低通滤波器的传输函数借助巴特沃斯滤波器切比雪夫滤波器椭圆滤波器贝塞尔滤波器等。调用函数将模拟低通滤波器转化为模拟带通滤波器。利用双线性变换法将模拟带通滤波器转换成数字带通滤波器程序流程框图开始读入数字滤波器技术指标将指标转换成归化模拟低通滤波器的指标设计归化的模拟低通滤波器阶数和截止频率模拟域频率变换......”

8、“.....模拟域频率变换,将变换成模拟带通滤波器,用双线性变换法将转换成数字带通滤波器频谱函数将以上程序经运行得出下图结论利用的强大运算功能,基于信号处理工具的数字滤波器设计法可以快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器,设计方便快捷,极大的减轻了工作量。在设计过程中可以对比滤波器特性,随时更改参数,以达到滤波器设计的最优化。参考文献程佩青数字信号处理教程第二版北京清华大学出版社,倪养华,王重玮数字信号处理原理与实现上海上海交通大学出版社,陈后金等数字信号处理北京高等教育出版社,候正信,王安国数字信号处理基础北京电子工业出版社,等著,罗鹏飞等译数字信号处理实践方法第二版北京电子工业出版社,丛玉良......”

9、“.....董长虹等信号处理与应用北京国防工业出版社,罗军辉等在数字信号处理中的应用北京机械工业出版社,致谢首先感谢我尊敬的导师郝称意老师,本论文是在他的悉心指导和关怀下完成的。在这四年的的仍然是个线性相位的数字滤波器。脉冲响应不变法的最大缺点是有频率响应的混叠效应。所以,脉冲响应不变法只适用于限带的模拟滤波器例如,衰减特性很好的低通或带通滤波器,而且高频衰减越快,混叠效应越小。至于高通和带阻滤波器,由于它们在高频部分不衰减,因此将完全混淆在低频响应中。如果要对高通和带阻滤波器采用脉冲响应不变法,就必须先对高通和带阻滤波器加保护滤波器,滤掉高于折叠频率以上的频率,然后再使用脉冲响应不变法转换为数字滤波器。当然这样会进步增加设计复杂性和滤波器的阶数。用双线性变换法设计数字滤波器脉冲响应不变法的主要缺点是产生频率响应的混叠失真......”

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