王星 《基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计》 开题报告

毕业（设计）论文

开 题 报 告

系 别 电子信息工程

专 业 电子信息工程

班 级 122801

学生姓名 王星

学 号 080412

指导教师 令前华

报告日期 2012-3-20

毕业（设计）论文开题报告表

二、基本内容及重点 基本内容及 本文设计的主要内容： (1) 了解 IIR 数字滤波器的基本原理； (2) 了解熟悉 MATLAB 在滤波器设计过程中的应用； (3) 使用 MATLAB 语言设计滤波器并进行仿真； (4) 利用 MATLAB 随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，使其直观简单， 达到滤波器的最优化。 重点： 要设计一个数字滤波器去仿真一个模拟滤波器有脉冲响应不变法和双线性变 换法。其设计过程都是由给定的模拟滤波器的系统函数 Ha(s)去变换出相应的数字 滤波器的系统函数 H(z)。 脉冲响应不变法的设计过程如下： 1.已知一模拟滤波器系统函数：

M

H a ( s) =

∑a si =0 N i

i

=Ai

∏ (s q ) ∏ (s p )i =1 i i =1 N i

M

∑b si =0 i

(设M<N)

2.为方便求出其时域单位脉冲响应，将上式化为部分分式之和的形式：

H a (s) = ∑i =1

N

Ai s pi

3.由拉氏反变换得模拟滤波器在时域的单位脉冲响应：ha (t ) = L 1[ H a ( s )] = ∑ Ai e pi t u (t )i =1 N

4.由时域的数字仿真的条件(即脉冲响应不变准则)可得相应的数字滤波器的 脉冲响应：h(n) = T h(nT ) = T ∑ Ai e pi nT u (nT )i =1 N

5.再对两边进行 Z 变换，即可得到数字滤波器的系统函数：H ( z) =

n = ∞ N ∞

∑

∞

h( n ) z n =

n = ∞

∑ T ∑ Ai e pi nT u (nT )z ni =1

∞

N

= T ∑ Ai ∑ (e piT z 1 ) n = T ∑i =1 n =0

Ai piT 1 z i =1 1 e

N

ROC :| e z |< 1 | z |>| e piT |piT

1

三、预期达到的成果 (1) 掌握 MATLAB 软件基本知识； (2) 掌握扎实的数字信号处理基础知识； (3) 独立运用 MATLAB 完成滤波器的设计和仿真； (4) 利用 MATLAB 随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，达到了滤波器的最 优化 。

四、存在的问题及拟采取的解决措施 1、确定指标。在设计一个滤波器之前，必须首先确定一些技术指标。这些技 术指标需要来制定。在很多实际应用中，例如语音或音频信号处理中，数字滤波器 常用来实现选频操作。因此，指标的形式一般确定为频域中幅度和相位的响应。 2、逼近。确定了滤波器的技术指标后，就可以利用数学和 DSP 的基本原理提 出一个滤波器模型。之后，利用数字滤波器的设计方法设计出一个世

纪滤波器来逼 近给定的目标。这一步是滤波器设计的所要研究的主要问题，是整个设计过程的重 中之重。 3、软件实现。上两步的结果是得到以差分或系统函数或冲激响应描述的滤波 器，根据这个描述就可以分析其频率特性和相位特性，以验证设计结果是否满足指 标要求，或者利用计算机仿真实现设计的滤波器，再分析滤波结果来判断。

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 的 模 拟 滤 波 器 设计

模 拟 滤 波 器 离 散化

数 字 滤 波 器

五、进度安排 2012 年 3 月 16 日~3 月 29 日：查阅相关资料，了解数字滤波器的发展历史和 研究应用现状，确定课题总体方案，明确课题任务、撰写开题报告； 2012 年 4 月 1 日~4 月 14 日：学习并掌握应用 MATLAB 工具箱进行设计,要求能 够使用 MATLAB 语言进行程序设计并设计相应的滤波器电路。

2012 年 4 月 15 日~4 月 30 日：完成论文的初稿，并交指导老师进行初步的检 查。 2012 年 5 月 1 日~5 月 8 日：根据指导老师的指导要求，修改论文，完成论文 正稿，并再次交指导老师评审。论文定稿。 2012 年 5 月 8 日~ …… :论文评阅、答辩。 六、参考文献和书目 参考文献和书目

1 倪养华,等.数字信号处理与实现.上海：上海交通大学出版社,1998 2 施阳.等.MATLAB 语言工具箱.西安：西北工业大学出版社,1991 3 董长虹等. MATLAB 信号处理与应用.北京：国防工业出版社，2005 4 [美] M.H.海因斯 著，张建华等 译.数字信号处理.北京：科学出版社，2002 5 张葛祥，李 娜. MATLAB 仿真技术与应用.北京：清华大学出版社，2003 6 楼顺天，李博菡.基于 MATLAB 的系统分析与设计.西安：西安电子科技大学出版 社，1998

导师意见 指导教师签字： 年 月 日

系意见

系主任签字： 年 月 日

注：内容用小四，宋体