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(基于MATLAB的数字滤波器的设计) (基于MATLAB的数字滤波器的设计)

格式:word 上传:2022-06-25 13:47:23

《(基于MATLAB的数字滤波器的设计)》修改意见稿

1、“.....而数字滤波器则是在平面寻找合适的。数字滤波器的单位响应是无限长的,而模拟滤波器般都具有无限长的单位脉冲响应,因此与模拟滤波器相匹配。由于模拟滤波器的设计在理论上已十分成熟,因此数字滤波器设计的关键是将,即,利用复值映射将模拟滤波器离散化。已经证明,冲击响应不变法和双线性变换法能较好地担当此任,则在此基础上,数字滤波器的设计就可首先归结为模拟滤波器的设计了。如图数字滤波器的设计步骤数字滤波器技术指标指标参数变换模拟滤波器技术指标相应模拟滤波器设计模拟滤波器离散化数字滤波器数字滤波器设计方法数字滤波器的设计方法有多种,可归纳为下述两种。传统设计方法根据前述设计思路,首先设计个模拟原型滤波器截止频率为的低通滤波器,然后在模拟域平面进行频率变换,将模拟原形滤波器转换成所需类型指定截止频率的低通高通带通带阻的模拟滤波器,再将其数字离散化,从平面映射至平面......”

2、“.....上述过程中,也可先将模拟原型离散化,得到数字原型滤波器,继而在数字域平面进行频率变换,得到所需类型的数字滤波器。模拟滤波器到数字滤波器的转换可在时域进行也可在频域实现,时域转换的关键是要使数字滤波器与模拟滤波器时域响应的采样值相等,以保持其瞬态特性不变,常用的是冲击响应不变法。频域变换法必须使得数字滤波器在范围内的幅频特性与模拟滤波器在范围内的幅频特性致,即保证平面与平面上幅频特性的单值对应关系,常用的是双线性变换法。计算机辅助设计方法传统设计方法思路清晰,步骤详尽,可参阅公式手册循章而行。但由于计算繁琐,手工计算大多只能用来进行简单低阶选频滤波器如及等的设计。计算机辅助设计方法是集电路理论网络图论数值分析矩阵运算元件建模优化技术高级计算机语言等多交叉学科于身的新领域......”

3、“.....极大地简化了数字滤波器的设计过程。在优秀科技应用软件的信号处理工具箱中,提供了整套模拟数字滤波器的设计命令和运算函数,方便准确,简单易行,使得设计人员除了可按上述传统设计步骤快速地进行较复杂高阶选频滤波器的计算分析外,还可通过原型变换法直接进行各种典型数字滤波器设计,即应用设计工具从模拟原型直接变换成满足原定频域指标要求的数字滤波器。各种设计方法的实现基于模拟低通原型的实现通过模拟低通原型滤波器进行数字带通设计程序模拟低通通带上限频率模拟低通阻带下限频率模拟低通通带上限角频率模拟低通阻带下限角频率通带波动阻带衰减巴特沃斯模拟低通原型滤波器设计,模拟低通原型零极点系数,零极点系数转换为传递函数巴特沃斯模拟低通原型滤波器频率响应模拟低通原型滤波器幅频特性曲线,幅频曲线,相频曲线,冲击响应响应曲线方波信号,方波波形......”

4、“.....设计快捷方便,仿真波形直观。上述三种设计方案均可实现设计指标,但以直接原型变换法最为简便。实际应用中,数字滤波器也可以对连续时间信号进行处理,但需要先对连续信号进行变换,经数字滤波后,再经转换得到所需要的连续信号。采用设计数字滤波器,使原来非常繁琐复杂的程序设计变成了简单的函数调用,为滤波器的设计和实现开辟了广阔的天地,尤其是工具箱是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。信号处理工具箱为滤波器设计及分析提供了非常优秀的辅助设计工具,在设计数字滤波器时,善于应用进行辅助设计,能够大大提高设计效率。参看文献刘金锟,先进控制仿真第二版,北京电子工业出版社,施阳,语言工具箱,西安西北工业大学出版社,。吴湘淇肖熙郝晓莉,信号系统与信号处理的软硬件实现,北京电子工业出版社,。张葛祥李娜,仿真技术与应用......”

5、“.....。陈桂明,应用语言处理数字信号与数字图像,北京科学出版社,。陈怀琛,数字信号处理教程释义与实现,北京电子工业出版社,。丛玉良王宏志,数字信号处理及其实现,电子工业出版社,。谷萩隆嗣,数字滤波器与信号处理,科学出版社,。薛年喜,在数字信号处理中的应用,清华大学出版社,郑阿奇主编,实用教程北京工业出版社,刘绍鼎,樊立萍,姜长洪,基于模糊规则参数自整定控制器的设计,沈阳化工院,肖人彬,王磊,人工免疫系统原理,模型,分析及展望计算机学报,。答谢四年的学习生涯,对我来说,是段充实而又难忘的时光。这期间既有经历挫折失败的困惑,也有许多成功的喜悦。我的论文能够顺利完成,离不开老师们的辛勤的指导,同学们热情的帮助。在此,谨向他们表示最诚挚的感谢。在此论文的撰写过程中,要特别感谢导师任亚莉的指导与督促,没有任亚莉老师的帮助与指导就没有这么完美的系统。求学历程是艰苦的......”

6、“.....尤其在碰到问题时,然后去寻找方法解决的过程,可以让我学到很多东西,包括知识与习惯。最后,感谢在百忙之中抽出宝贵时间对本论文进行评审的各位老师。,模拟带通滤波器带宽频率模拟带通滤波器带宽角频率由模拟低通原型变换为模拟带通滤波器模拟带通滤波函数系数巴特沃斯模拟带通滤波器频率响应模拟带通滤波器幅频特性曲线冲击响应不变法进行离散化设计采样频率,数字带通滤波函数系数巴特沃斯型数字带通滤波器频率响应数字带通滤波器幅频特性曲线数字带通滤波器相频特性曲线基于合适类型模拟滤波器的实现通过合适类型模拟滤波器进行数字带通设计程序,模拟通带阻带频率,模拟通带角频率,模拟阻带角频率通带波动阻带衰减巴特沃斯型模拟带通滤波器设计模拟带通滤波函数系数巴特沃斯型模拟带通滤波器频率响应,模拟幅频曲线,模拟相频曲线冲击响应不变法进行离散化设计采样频率,数字带通滤波函数系数巴特沃斯型数字带通滤波器频率响应......”

7、“.....数字滤波器相频曲线,数字滤波器冲击响应,冲击响应曲线方波信号方波波形,时域卷积输出卷积输出波形数字滤波函数输出数字滤波器输出波形基于直接原型变换法的实现数字带通滤波器直接设计程序,模拟通带阻带频率通带波动阻带衰减采样频率频率指标变换数字通带频率数字阻带频率切比雪夫型数字带通滤波器直接设计,数字带通滤波器系数切比雪夫型数字带通滤波器频率响应,响应序列的设计方法。通常在设计滤波器之前,应该先根据具体的工程应用确定滤波器的技术指标。在大多数实际应用中,数字滤波器常常被用来实现选频操作,所以指标的形式般为在频域中以分贝值给出的相对幅度响应和相位响应。用窗函数法设计滤波器的步骤如下根据过渡带宽及阻带衰减要求,选择窗函数的类型并估计窗口长度或阶数。窗函数类型可根据最小阻带衰减独立选择,因为窗口长度对最小阻带衰减没有影响。在确定窗函数类型以后......”

8、“.....设待求滤波器的过渡带宽为,它与窗口长度近似成反比。窗函数类型确定后,其计算公式也确定了,不过这些公式是近似的,得出的窗口长度还要在计算中逐步修正。原则是在保证阻带衰减满足要求的情况下,尽量选择较小的。在和窗函数类型确定后,即可调用中的窗函数求出窗函数。根据待求滤波器的理想频率响应求出理想单位脉冲响应。如果给出待求滤波器的频率响应为,则理想的单位脉冲响应可以用下面的傅里叶反变换式求出在般情况下,是不能用封闭公式表示的,需要采用数值方法表示。从到采样点,采用离散傅里叶反变换即可求出。计算滤波器的单位脉冲响应。它是理想单位脉冲响应和窗函数的乘积,即,在中用点乘命令表示为。验算技术指标是否满足要求。为了计算数字滤波器在频域中的特性,可调用子程序,如果不满足要求,可根据具体情况,调整窗函数类型或长度,直到满足要求为止......”

9、“.....以获得较陡的过渡带尽量减少窗谱的最大旁瓣的相对幅度,也就是使能量尽量集中于主瓣,减小峰肩和纹波,进而增加阻带的衰减。根据工程经验,给定的滤波器指标参数般为通带截止频率阻带截止频率实际通带波动和最小阻带衰减。窗函数设计的经验公式为在实际工程中常用的窗函数有五种,即矩形窗三角窗汉宁窗海明窗和凯泽窗。这些窗函数在中分别用实现,它们之间的性能比较如表所示。窗类型旁瓣峰值主瓣峰值最小阻带衰减矩形窗三角窗汉宁窗海明窗凯泽窗表五中函数的性能比较环境下的设计实例高通滤波器的设计用窗函数设计高通滤波器,性能指标如下通带截止频率,阻带截止频率,实际通带波动,最小阻带衰减。分析从表可以看出凯泽窗能提供的最小阻带衰减,所以选用凯泽窗进行设计......”

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