毕业论文-数字滤波器设计
通信工程专业本科毕业论文语音信号去噪——数字滤波器的设计
语音信号去噪 ——数字滤波器的设计摘要：在现代各种通信系统中，由于自然界中的各种各样的复杂噪声不免会掺杂在其中，数字信号处理这门经典学科恰好能够解决这个问题，其中最通用的方法就是利用滤波器来滤除这些杂波噪声，FIR 数字滤波器就是滤波器设计的基本部分。
本论文研究的主要内容就是基于Matlab 软件仿真设计一个数字滤波器，将掺杂在语音信号中的高频噪音消除，在此将分析消除高频噪音前后语音信号的时域及频域特性，对比分析即可验证滤波前后特性差别。
在本课题中，将利用简单的窗函数法来设计FIR 数字滤波器，通过Matlab 仿真说明所设计滤波器的正确性。
仿真说明所设计滤波器的正确性。
通过这次毕业设计，通过这次毕业设计，将会进一步理解语音信号原理分析及滤波处理，为更好的设计滤波器打好基础。
波处理，为更好的设计滤波器打好基础。
关键词：Matlab ；窗函数法；FIR 数字滤波器数字滤波器 Remove noise in the speech signal ————the design of digital filter the design of digital filter Abstract ：In modern communication systems, a variety of complex noise may mix in the nature of sounds. The classic disciplines of the digital signal processing can solve this problem, one of the most common method is to use a filter to filter those clutter noise. FIR digital filter is the basic part part of of of filter filter filter design. design. The The main main main research research research content content content of of of this this this paper paper paper is is is based based based on on on Matlab Matlab Matlab software software software simulation simulation simulation to to design a digital filter, in which to cancel the high frequency noise of the speech signal, then it will eliminate the high high frequency frequency frequency noise noise noise and and and the the the speech speech speech signals signals signals from from from time time time domain domain domain and and and frequency frequency frequency domain domain domain characteristics characteristics characteristics in in in this this analysis analysis before before before and and and after, after, after, and and and analysis analysis analysis the the the differences differences differences test test test the the the filtering filtering filtering characteristics. characteristics. characteristics. In In In this this this issue, issue, issue, using using using a a simple simple window window window function function function method method method to to to design design design a a a FIR FIR FIR digital digital digital filter, filter, filter, Matlab Matlab Matlab simulation simulation simulation shows shows shows the the the correct correct correct of of of the the designed filter. Through the design of this graduation design, we will understand the principle of speech signal analysis and filtering, and lay the foundation for the filter design.Key words: Matlab; window function method; FIR digital filter 作 者指导教师目录1 引言................................................................................................................................................ 31.1 课题研究现状课题研究现状 ....................................................................................................................... 31.2 课题研究目的课题研究目的 ....................................................................................................................... 31.3 课题研究内容课题研究内容 ....................................................................................................................... 31.4 MA TLAB软件设计平台简介 .............................................................................................. 4 2 原始语音信号采集与处理原始语音信号采集与处理 .............................................................................................................. 52.1 课题设计步骤及流程图课题设计步骤及流程图 ...................................................................................................... 52.2 语音信号处理语音信号处理 ....................................................................................................................... 52.2.1 语音信号的采集语音信号的采集 .......................................................................................................... 52.2.2 语音信号的时域频谱分析语音信号的时域频谱分析 .......................................................................................... 62.2.3 语音信号加噪与频谱分析语音信号加噪与频谱分析 .......................................................................................... 8 3 FIR数字滤波器的设计数字滤波器的设计 (10)3.1 数字滤波器基本概念数字滤波器基本概念 (10)3.2 常用窗函数介绍常用窗函数介绍 (10)3.3 FIR数字滤波器概述数字滤波器概述 (10)3.4 FIR滤波器的窗函数设计滤波器的窗函数设计 (11)3.5 滤波器的编程实现滤波器的编程实现 (13)3.6 用滤波器对加噪语音信号进行滤波用滤波器对加噪语音信号进行滤波 (14)3.7 回放语音信号回放语音信号 (16)4 结论 (17)致谢 (18)参考文献 (19)参考文献20世纪60年代中期数字信号处理领域形成的诸多富有实践性的的理论和算法，如快速傅立叶变换（FFT ）以及各种数字滤波器等是语音信号数字处理的各项理论和技术基础。
最新【毕业设计】基于matlab的数字滤波器的设计
中南民族大学毕业论文(设计)学院：计算机科学学院专业: 自动化年级：2007题目：基于MATLAB的数字滤波器的设计学生姓名：伍杰杰学号：07064098指导教师：程立职称：讲师2010年 5 月11日中南民族大学本科论文（设计）原创性声明本人郑重声明：所呈交的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：年月日目录摘要 (5)关键词 (5)Abstract (5)Keywords (5)1 数字滤波器的概述 (6)1.1 数字滤波器的基本结构 (6)1.1.1 IIR 滤波器的基本结构 (6)1.1.2 FIR 滤波器的基本结构 (7)1.2 数字滤波器的设计原理 (7)1.2.1 滤波器的性能指标 (8)1.2.2 IIR 数字滤波器的设计方法 (8)1.2.3 FIR 数字滤波器的设计方法 (9)2.MATLAB中数字滤波器的设计 (11)2.1 IIR数字滤波器设计 (12)2.1.1.IIR滤波器阶数的选择 (12)2.1.2.IIR滤波器的设计 (12)2.2 FIR数字滤波器设计 (14)2.2.1常用窗函数 (14)2.2.2窗函数法设计FIR数字滤波器 (15)3.基于MATLAB GUI的数字滤波器设计思路及实现 (16)3.1 GUI界面设计概述 (16)3.2 “滤波器设计软件”设计所实现任务 (17)3.3基于MATLAB GUI的数字滤波器设计实现 (18)3.3.1 “滤波器设计软件”GUI界面设计 (18)3.3.1 “滤波器设计软件”回调函数编写 (18)3.3.2 AutoChoose.m程序的编写 (22)3.4 运行结果及显示 (26)5. 设计总结和心得 (26)参考文献 (27)基于MATLAB的数字滤波器的设计摘要：数字滤波器是数字信号处理的基础，用来对信号进行过滤、检测与参数估计等处理，在通信、图像、语音等许多领域有着十分广泛的应用，尤其在图像处理、数据压缩等方面取得了令人瞩目的进展与成就。
毕业设计(论文)-基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计
IIR数字滤波器的设计摘要数字滤波器是对数字信号进行滤波处理以得到期望的响应特性的离散时间系统。
作为一种电子滤波器，数字滤波器与完全工作在模拟信号域的模拟滤波器不同。
数字滤波器工作在数字信号域，它处理的对象是经由采样器件将模拟信号转换而得到的数字信号。
数字滤波器的工作方式与模拟滤波器也完全不同：后者完全依靠电阻、电容、晶体管等电子元件组成的物理网络实现滤波功能；而前者是通过数字运算器件对输入的数字信号进行运算和处理，从而实现设计要求的特性。
本文由数字滤波器的功能、应用及发展入手，介绍了数字滤波器的基本概念，其中包括系统的描述、系统的传递函数和IIR数字滤波器基本结构。
其次根据IIR数字滤波器的设计原理，在MA TLAB环境下分别采用脉冲响应不变法、双线性变换法和MA TLAB函数直接设计法对IIR数字滤波器进行了设计。
最后应用FDATool和Simulink工具对IIR数字滤波器进行了仿真。
关键词：IIR数字滤波器；MATLAB；脉冲响应不变法；双线性变换法；FDATool；SimulinkDesign of IIR digital filterAbstractDigital filters are the discrete-time systems that process to filter digital signal to get expected response characteristics. As an electronic filter, digital filters work differently from the analog signal filters who completely work in analogy signal domain. Digital filter work in the digital signal domain and its targets are digital signals that are received by sampling devices converting analog signals to digital signals. The working methods of digital filters and analog filters are completely different: the latter completely rely on the function of the physical network formed by resistors, capacitors, transistors and other electronic components of filtering ,while the former computes and processes digital signals with the help of digital computing devices to realize the characteristics of the design requirements.In this paper, the function, application and development of the digital filter are introduced followed by the introduction of the principle of digital filter design. The principle first includes the description of the system, the transfer function of the system and the basic structure of the IIR (Infinite Impulse Response) digital filter. Then, according to the design principle of IIR digital filter, the IIR digital filter is designed by the method of non-changing impulse response, the method of double linear transform and direct method using MATLAB functions. At last, the designed IIR digital filter is simulated by FDATool and MATLAB Simulink Tool.Key words:IIR digital filter；MATLAB；non-changing impulse response；double linear transformation；FDATool；Simulink目录第一章绪论 (1)1.1数字滤波器技术概述 (1)1.2滤波器及滤波方法的发展历程 (2)1.3滤波器的分类 (3)1.4数字滤波器的优越性 (4)1.5数字滤波器的实现方法 (5)1.6MATLAB软件简介 (6)1.7MATLAB的语言特点 (8)第二章数字滤波器基础 (10)2.1数字滤波器的基本概念 (10)2.2系统的描述 (11)2.3系统的传递函数 (12)2.4IIR数字滤波器的基本结构 (12)2.4.1直接Ⅰ型 (13)2.4.2直接Ⅱ型 (14)2.4.3级联型 (14)2.4.4并联型 (16)第三章IIR数字滤波器的设计方法及过程 (17)3.1基于脉冲响应不变法的IIR滤波器设计 (17)3.2基于双线性Z变换法的IIR滤波器设计 (20)3.3基于MATLAB函数直接设计IIR数字滤波器 (24)3.3.1巴特沃斯数字滤波器设计 (24)3.3.2切比雪夫Ⅰ型IIR数字滤波器设计 (27)3.3.3切比雪夫Ⅱ型IIR数字滤波器设计 (29)3.3.4基于椭圆法直接设计IIR数字滤波器 (30)3.4FDAT OOL设计法 (33)3.5S IMULINK建模设计法 (37)第四章结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)第一章绪论1.1 数字滤波器技术概述数字滤波器实际上就是一种数字信号处理系统的算法或设备，也可以说是一种运算过程。
滤波器毕业论文正文
0引言滤波一种电子装置。
滤波技术在计算机测控技术、通信、数据采集等领域均有广泛的应用。
如在通信领域中,为获得最高信噪比所设置的匹配滤波器和为减少基带传输过程中的码间串扰所设置的均衡器；在数据采集中设置的限带抗混迭滤波和D/A转换后的平滑滤波；以及在语音识别的研究中，为提取语音频谱而设置的带通滤波器组等。
一般有源滤波器都是由运算放大器和RC元件组成，通过改变RC网络参数来改变频率特性。
采用运算放大器和可切换元件参数的RC网络,可以用同一电路组成各种频率特性的滤波器，但对元器件的参数精度要求比较高，电路复杂，分布参数较大，截止频率精度不高，滤波器特性一旦设定调节较为困难，因此对于一些输入信号频率和幅度动态范围很宽或需灵活变换通带并保证截止频率精度的场合使用大为不便。
为了解决以上问题，本课题基于单片集成可编程滤波器芯片的程控滤波器设计有着极其重要的意义。
当输入信号幅度变化时，通过前级的程控增益放大模块实现对增益的精确控制最终使输出信号幅度基本保持稳定；而对于输入信号频率的改变，借助单片集成可编程滤波器芯片的同时辅以简单的外围器件，采用编程数据来完成RC网络的切换, 通过单片机编程对各种低频信号实现低通,高通(带通,带阻以及全通)滤波处理,而且滤波的特性参数如中心频率,品质因数等也可以根据不同的应用场合适当进行设置。
提高了滤波器的性能和指标的同时避免了传统有源滤波器电路滤波特性参数精度不高、电路复杂、设计和调试麻烦等难题，可以很好的应用于信号频率及幅度在宽范围内变化的场所，操作方便，性能优良。
1 系统的功能和基本原理1.1 系统的任务及要求任务：设计并制作程控滤波器，其组成如图1所示。
放大器增益可设置；低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。
要求：（1）放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，增益10dB图1 程控滤波器组成框图步进可调，通频带为100Hz～40kHz，放大器输出电压无明显失真。
论文数字滤波器设计
基于matlab/simulink的数字低通滤波器的设计仿真摘要现在数字信号中，滤波器应用广泛，本文主要介绍一种了如何使用matlab中的FDATOOL工具设计数字低通滤波器滤波器；通过simulink建模仿真三个不同频域的波叠加后，观察通过一种低通滤波器前后波形的特点；关键字：低通滤波器数字低通滤波器 simulink建模仿真0引言数字滤波器根据频率特性分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、电阻滤波器；低通滤波器，低通滤波器种类很多，其中通用的就是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器；根据其类型可以分为IIR型和FIR型，本滤波器为有限脉冲响应FIR，特点：非递归的，总是稳定的；FIR滤波器在满足幅频响应要求的同时，可以获得严格的线性相位特性。
基于matlab滤波器的设计方案有很多，可以自己编程，也可以使用fdatool图形界面指令。
传统的设计方法复杂、编程困难，工作量大；利用fdatool可以快速适应各种各样的滤波器的设计，并可以利用simulink进行仿真。
1、FDATOOL工具的应用本滤波器的设计参数如下：采样频率FS=100HZ,通带频率FC1=10HZ,截止频率FC2=20HZ。
1）在命令窗口输入fdatool，出现以下窗口，可以设计各种样的滤波器，本论文主要介绍低通滤波器的设计。
2）输入相应的参数，得到如图所示的模型。
FIR滤波器有窗函数设计法、最优化设计法，本文选用有窗函数设计法；在window命令窗口中，选择kaiser，参数为3.4.3）将设计好的低通滤波器保存为kaiser.dat文件。
2、simulink仿真本文分别选用频域f1=20HZ、f2=15HZ、f3=5HZ的三个不同频率的正弦波形作为输入信号，即Y(n)=sin(40*pi*t)+ sin(30*pi*t)+ sin(10*pi*t),打开matlab的simulink工具包创建其模型。
具体步骤如下：1）选择信号处理工具箱DSP system toolbox菜单下flitering命令下滤波器设计fliterimplementation命令。
毕业设计(论文)fir数字滤波器的fpga实现
毕业设计（论文）题目： FIR滤波器的FPGA实现专业：班级：姓名：学号：指导教师：日期： 2011-5-28目录第1章绪论 (1)1.1背景和选题依据 (1)1.2国内外研究现状和发展动态 (2)1.3论文研究的目的和主要内容 (2)第2章 FIR的原理及技术 (3)2.1FIR滤波器的特点 (3)2.2FIR滤波器的基础 (3)滤波器的基本结构 4滤波器的设计 5第3章EDA技术和可编程逻辑器件 (6)3.1电子设计自动化EDA技术 (6)编程逻辑器件简介 (8)进行开发的优点 (8)设计的开发流程93.3硬件描述语言VHDL及数字系统设计方法 (10)语言VHDL简介 (10)语言VHDL设计数字系统 (10)第4章基于FPGA的FIR滤波器硬件实现 (11)4.1器件介绍和系统开发环境 (11)Ⅱ系列结构和特点 (11)开发工具简介 (14)4.2并行FIR数字滤波器简介 (15)并行结构的改进 (15)块的划分 (16)4.3串行FIR数字滤波器的硬件实现 (17)设计思想与实现 (17)块具体功能的设计实现 (17)滤波器串行方式实现的系统分析 (23)滤波器的扩展应用 (24)结 (24)第5章总结与展望 (24)参考文献 (25)英文翻译 (26)FIR数字滤波器的FPGA实现【摘要】:随着科技的发展，电子电路的设计正逐渐摆脱传统的设计模式，而采用FPGA来设计电子电路正成为设计的趋势。
这是因为采用FPGA设计电子电路不仅开发时间短，资金投入相对少，且可将电路板级产品集成为芯片级产品。
纵观可编程逻辑器件的发展史，FPGA在结构原理、集成规模、下载方式、逻辑设计手段等方面的每一次进步都为现代电子设计技术的革命与发展提供了不可或缺的强大动力。
在数字处理中，滤波占有重要的地位。
数字滤波在语音和图像处理、HDTV、模式识别、谱分析等应用中经常用到。
有一限长冲激响应(FIR)滤波器，由于FIR系统只有一零点、系统稳定，便于实现FFT算法、运算速度快、线性相位的特性和设计更为灵活等突出优点而在工程实际中获得广泛应用。
数字插值滤波器的设计毕业设计
目录0前言 (3)课题背景及意义 (3)数字滤波器进展现状和研究方向 (5)本文主要研究内容和内容安排 (5)1 数字滤波器理论基础 (7)滤波器简介 (7)滤波器用途 (7)滤波器种类 (9)滤波器分类 (9)FIR滤波器特性 (11)设计滤波器时的特征参数 (13)所用工具介绍 (14)2 多速度信号和采样率转换 (15)多速度信号概述 (15)插值和抽取 (16)抽取（Decimation） (16)插值（Interpolation） (17)插值滤波器 (19)插值滤波器的原理 (19)插值滤波器的几种大体结构 (22)小结 (25)3系统设计及实现 (26)滤波器的整体设计思路 (26)滤波器设计方式 (26)插值滤波器指标 (27)插值滤波器的系统结构 (27)插值滤波器的具体设计 (29)半带滤波器的设计 (29)CIC插值滤波器的设计 (35)插值滤波器的实现 (39)4 模型仿真与验证 (40)各级滤波器程序仿真结果 (40)插值模型simulink仿真结果 (41)半带滤波器仿真结果 (42)CIC滤波器仿真结果 (43)系统仿真结果 (44)5 结论 (47)0前言课题背景及意义本文的内容是数字插值滤波器，是数字音频系统中的Sigma—Delta数模转换器（DAC）中常常利用的模块，DAC是一种将输入信号转换成模拟信号输出的电路或器件，它被普遍地用在信号收集和处置、数字通信、自动检测、自动控制和多媒体技术等领域。
数字化、智能化和网络化是今世信息技术进展的大趋势，数字化是智能化和网络化的基础，在实际生活、工业生产和科学研究中碰到的信号多种多样，需要对这些信号和系统参数进行收集、加工和控制，而这些量往往是非电的的模拟量，模拟信号是自变量为时刻的持续函数。
通过时刻上的离散化（采样））和幅度上的离散化（量化），这种模拟信号便成为数字信号，因此数字信号实际上是用数字序列表示的信号。
数字信号处置就是用数值计算的方式对数字序列进行各类处置，把信号变换成符合需要的某种形式。
基于DSP的FIR数字滤波器的设计与仿真毕业设计论文
基于DSP的FIR数字滤波器的设计与仿真毕业设计论文研究背景数字信号处理在现代通信、音视频处理、图像处理等领域中起着至关重要的作用，数字滤波器是数字信号处理中的重要内容。
其中FIR数字滤波器是一种常用的滤波器，其具有线性相位和稳定性等特点，在数字信号处理中应用广泛。
因此，本毕业设计将以FIR 数字滤波器为研究对象，结合DSP平台，进行数字滤波器的设计与仿真研究。
研究目标本文旨在设计一种基于DSP的FIR数字滤波器，并且研究其性能和仿真效果。
主要目标包括：1. 掌握DSP平台的开发流程和设计方法，包括硬件平台和软件开发技术。
2. 研究FIR数字滤波器的原理和特点，掌握其设计方法和计算技巧。
3. 基于DSP平台设计实现FIR数字滤波器，包括硬件和软件两个方面，满足设计要求。
4. 仿真FIR数字滤波器的性能和效果，验证设计的正确性和可行性。
5. 撰写毕业设计论文，总结设计过程和结果，体现出自己的设计思路和方法。
研究方法本研究采用如下方法：1. 研究DSP平台的开发流程和设计方法，包括使用硬件平台和软件开发技术。
2. 研究FIR数字滤波器的原理和特点，掌握其设计方法和计算技巧。
3. 基于DSP平台设计实现FIR数字滤波器，采用Verilog语言描述硬件电路，C语言编写软件程序。
4. 利用模拟工具对FIR数字滤波器进行仿真，测试性能和效果。
5. 撰写毕业设计论文，总结设计过程和结果，体现出自己的设计思路和方法。
预期结果本研究预期可以达到如下结果：1. 掌握DSP平台的开发流程和设计方法，能够应用于数字信号处理和嵌入式系统开发等领域。
2. 研究FIR数字滤波器的原理和特点，掌握其设计方法和计算技巧，能够进行数字信号处理相关工作。
3. 基于DSP平台设计实现FIR数字滤波器，满足设计要求，具有较好的性能和稳定性。
4. 仿真FIR数字滤波器的性能和效果，能够验证设计的正确性和可行性。
5. 撰写毕业设计论文，总结设计过程和结果，体现出自己的设计思路和方法，具有较好的表达和撰写能力。
经典滤波器设计范文
经典滤波器设计范文一、FIR滤波器设计FIR（Finite Impulse Response）滤波器是一种常用的数字滤波器，其特点是抗混叠性能好、线性相位响应、易于设计等。
FIR滤波器的设计通常分为两个步骤：滤波器的理想频率响应设计和具体的滤波器系数设计。
1.理想频率响应设计理想的低通FIR滤波器频率响应为单位脉冲响应的离散傅里叶变换，即H(e^jω) = sum(h(n)e^(-jωn))，其中h(n)为滤波器的单位脉冲响应。
通过将理想频率响应转换为时域单位脉冲响应，可以得到容纳在有限长度L的FIR滤波器中。
其中单位脉冲响应为：h(n) = (ω_0π)^-1 * sin(ω_0n)/(nπ)，其中ω_0为截止频率。
2.系数设计对于FIR滤波器，系数设计是指对滤波器的单位脉冲响应进行窗函数的处理。
窗函数可以选择矩形窗、汉宁窗、海明窗等。
二、IIR滤波器设计IIR（Infinite Impulse Response）滤波器是另一种常用的数字滤波器，其特点是滤波器具有无限长度的单位脉冲响应。
与FIR滤波器不同，IIR滤波器的设计指标更多地侧重于滤波器的幅频响应与相位响应的设计。
1.巴特沃斯滤波器设计巴特沃斯滤波器是一种IIR滤波器的设计方法，其特点是在通带中具有均匀响应，即幅频特性较为平坦。
巴特沃斯滤波器设计的关键是选择滤波器阶数和截止频率。
2.预畸变滤波器设计预畸变滤波器是为了使滤波器的相频特性更加平坦而设计的，其主要应用在通信系统中。
预畸变滤波器一般采用线性相位结构，在设计时需要考虑相位补偿。
三、其他滤波器设计方法除了上述的FIR和IIR滤波器设计方法外，还有一些其他的滤波器设计方法，如小波滤波器设计、自适应滤波器设计等。
1.小波滤波器设计小波滤波器是在小波变换领域中常用的滤波器设计方法。
小波滤波器具有多尺度分析的特点，可以提供多分辨率的信号处理。
2.自适应滤波器设计自适应滤波器是根据输入信号的特性进行动态调整的一种滤波器设计方法。
毕业设计(论文)-iir数字滤波器的设计[管理资料]
![毕业设计(论文)-iir数字滤波器的设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/6a12f62a50e2524de5187ef9.png)
摘要在本文中，我们分别研究了在MATLAB环境下IIR数字滤波器的典型设计和完全设计等方法。
典型设计是先按一定规则将给出的数字滤波器的技术指标转换成模拟低通滤波器的技术指标，据此产生模拟滤波器原型，然后把模拟低通滤波器原型转换成模拟低通、高通、带通、带阻滤波器，最后再把模拟滤波器转换成数字滤波器。
完全设计方法中我们利用函数直接设计出低通、高通、带通和带阻滤波器，并分别用巴特沃斯(Butterworth )滤波器、切比雪夫( Chebyshev )滤波器、椭圆(Cauer )滤波器来实现，并比较了各自的频率响应曲线。
在FIR滤波器的设计中，我们用切比雪夫窗和海明窗设计的带通滤波器的频率响应进行对照，结果表面用海明窗设计的滤波器的频率特性几乎在任何频带上都比切比雪夫窗设计的滤波器的频率特性好，只是海明窗设计的滤波器下降斜度较小。
本文利用不同的滤波器研究了MATLAB环境下的图像处理技术。
对一张无锡马山园林的风景照片进行的二种修正，取得了不同的效果。
先对原图进行线性变换增加了对比度和亮度对这张图像，图像效果有了一定的改善。
后来我们用非锐化滤波器对修正后的图像再进行了处理，对图像的过渡失真进行了补偿。
本文还对一幅加噪声婚纱照片的去噪效果进行了研究。
比较去噪效果证明，用小波变换的方法进行去噪，图像处理效果更佳。
关键词：数字滤波器；图像处理；小波变换作者:王海楠指导教师:王婷婷AbstractIn this thesis, the typical and complete designs under MATLAB are studied.The typical design gets the technical parameters from digital filters that should be designed, and then transformed into the analog parameters of a low-pass analog filter prototype. The prototype is converted into the analog low-pass, high-pass, band-pass and the band-stop filters respectively, which are transformed into the digital ones.The complete design uses the given functions and releases the low-pass,high-pass,band-pass and the band-stop filters directly. Butterworth, Chebyshev and Caoer filters are used for the implementations.In the FIR filter designs, Chebyshev and Hamming windows are used for abmd-pass filter. Their frequency responses are compared. The advantage of Hamming window is shown on all bands.Finally, the image processing functions using filters under MATLAB are photo (Wuxi Garden) is modified with two different processes and the different effects can be seen. The linear transformation improved the contrast and brightness of the photo, while the un-sharpening filter compensated the transitions.Another photo is modified with the wavelet transformation, which shows the better effects on reducing noises.Keywords: digital filter; image processing; wavelet transformationAuthor: Wang HainanDirected by Wang Tingting第1章绪论数字滤波在通信、图像编码、语音编码、雷达等许多领域中有着十分广泛的应用。
毕业设计——基于matlab的FIR数字滤波器设计73426
毕业设计任务书设计题目：基于MATLAB的IIR数字滤波器设计专业：通信工程班级学号：姓名：指导教师：设计期限：2012年3月 5日开始2012年5月20日结束院、系：信息工程学院2012年3月7日一、毕业设计的目的1、通过毕业设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。
2、深入了解利用Matlab设计FIR数字滤波器的基本方法。
3、在毕业设计的过程中基本掌握了Matlab编译程序的基本方法。
4、提高自己的自学能力和动手能力。
5、锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。
二、主要设计内容利用窗函数法、频率抽样法设计FIR滤波器，绘制出滤波器的特性图。
利用所设计的滤波器对多个频带叠加的正弦信号进行处理，对比滤波前后的信号时域和频域图，验证滤波器的效果。
最后找一段语音信号，并对此信号进行采样和加噪，绘制出采样后语音信号的时域波形和频谱图，然后用所设计的滤波器对加噪后的信号进行滤波，绘制出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化。
三、重点研究问题基于Matlab的FIR数字滤波器的基本设计方法，能够根据性能指标要求独立灵活地进行滤波器的设计。
四、主要技术指标或主要设计参数（1）滤波器类型（2）滤波器阶数和采样频率（3）通带和阻带截止频率（4）通带和阻带衰减五、设计成果要求1、完成毕业设计书文档2、完成程序的编译和调试3、对程序主要语句做出注释本科生毕业设计（论文）开题报告基于Matlab的FIR数字滤波器设计摘要：在数字信号处理中 ,由于信号中经常混有各种复杂成分，所以很多信号分析都是基于滤波器而进行的，因此数字滤波器占有极其重要的地位。
在数字控制系统中输入信号中所含的干扰对系统的性能会产生很大的影响，因此需要对输入信号进行处理，以提取有用信号。
有限长冲激响应（FIR）滤波器在数字信号处理中发挥着重要作用，采用Matlab软件对FIR数字滤波器进行仿真设计，简化了设计中繁琐的计算。
毕业设计88基于MATLAB的数字滤波器的设计
摘要传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。
本文介绍了一种利用MATLAB信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。
给出了使用MATLAB语言进行程序设计和利用信号处理工具箱的FDATool工具进行界面设计的详细步骤。
利用MATLAB设计滤波器，可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。
本文还介绍了如何利用MATLAB环境下的仿真软件Simulink对所设计的滤波器进行模拟仿真。
介绍了IIR数字滤波器的传统设计思想与步骤,及其计算机辅助设计方法。
以一数字带通滤波器为例,着重说明了基于MATLAB的三种实现手段：模拟低通原型、合适模拟带通及直接原型,为数字滤波器设计带来全新的实现手段,设计快捷方便,仿真波形直观。
介绍了利用MATLAB信号处理工具箱进FIR滤波器设计的三种方法：程序设计法、FDATool设计法和SPTool设计法，给出了详细的设计步骤，并将设计的滤波器应用到一个混和正弦波信号，以验证滤波器的性能.关键词：数字滤波器 MATLAB FIR IIRAbstractTraditional digital filter design process complex, the computationwork load is big, the filter characteristic adjustment difficulty, hasaffected its application. This article introduced one kind using theMATLAB signal processing toolbox (Signal Processing Toolbox) the fasteffective design the conventional numeral filter design method whichis composed by software. Produced has used the MATLAB language tocarry on the programming and carries on contact surface design usingthe signal processing toolbox FDATool tool the detailed step. Usingthe MATLAB design filter, may contrast the design request and thefilter characteristic adjustment parameter as necessary,direct-viewing is simple, enormous reduced the work load, isadvantageous optimization which designs to the filter.Key word: Digital filter MATLAB FIR IIR目录摘要 (1)Abstract (2)第一章引言 (5)1.1数字滤波器的背景及意义 (5)1.2内容 (6)第二章数字滤波器的MATLAB设计 (8)2.1 MATLAB的设计方法 (9)2.1.1FDATool界面设计 (9)2.1.2程序设计法 (10)2.1.3 Simulink仿真 (11)2.1.4SPTool设计法 (12)2.1.5结论 (13)2.2基于MATLAB的程序设计方法的各种模拟滤波器实现 (13)2.2.1基于模拟低通原型的MATLAB实现 (14)2.2.2基于合适类型模拟滤波器的MATLAB实现 (15)2.2.3基于直接原型变换法的MATLAB实现 (17)第三章基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计 (19)3.1 IIR滤波器有以下几个特点 (19)3.2 IIR数字滤波器设计思路与步骤 (19)3.3 IIR数字滤波器设计方法 (20)3.3.1传统设计方法 (20)3.3.2计算机辅助设计方法 (21)3.4常用模拟IIR滤波器的设计 (21)3.4.1巴特沃斯IIR滤波器的设计 (21)3.4.2契比雪夫I型IIR滤波器的设计 (22)3.5用模拟滤波器理论来设计IIR数字滤波器 (23)3.5.1脉冲响应不变法 (23)3.5.2双线性变换法 (24)3.6仿真实现 (27)第四章基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计 (31)4.1 FIR数字滤波器设计的基本步骤 (26)4.2 FIR滤波器的窗函数设计法 (27)4.3程序设计法 (28)4.4 FDATool设计法 (29)4.5带通滤波器设计 (29)4.5.1带通滤波器设计实例一 (29)4.5.2带通滤波器设计实例二 (30)4.6 Simulink仿真 (31)4.7结束语 (32)第五章一种改进型的FIR数字滤波器设计 (33)5.1滤波器设计的改进方法 (33)5.1.1 Matlab Link for CCS Development Tools简介 (33)5.1.2数字滤波器的系统级设计方法 (33)5.1.3 结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)第一章引言1.1数字滤波器的背景及意义数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。
数字滤波器毕业论文
摘要本文介绍了数字滤波器、IIR数字滤波器的设计和内插技术及用MATLAB工具箱进行IIR数字滤波器的设计和内插程序的实现。
本文介绍了IIR数字滤波器的三种设计方法，即脉冲响应不变法，双线性变换法和一种IIR数字滤波器的优化设计。
本文还介绍了内插技术。
包括内插依据，内插算法描述和内插技术的实现都做了详细的说明。
本文还应用了MATLAB信号处理工具箱，先简介了MATLAB的界面，然后通过对IIR数字滤波器的设计、Simulink实验仿真、误差比较及性能比较，最终得出正确的IIR数字滤波器仿真结果。
关键词：数字滤波器，IIR数字滤波器，内插技术，MATLAB , SimulinkABSTRACTThis article introduced the digital filter, the IIR digital filter design and the interpolation technology and carry on the IIR digital filter with the MATLAB toolbox the design and the interpolation procedure realization. This article introduced the IIR digital filter three designs method, namely pulse response not political reform, Alignment method of transformation and one kind of IIR digital filter optimized design. This article also introduced the interpolation technology. Including the interpolation basis, the interpolation algorithm description and the interpolation technology realization has all given detailed showing.This article has also applied the MATLAB signal processing toolbox, first has introduced MATLAB the contact surface, second through to the IIR digital filter design, the Simulink experiment simulation, the erroneous comparison and the performance comparison, finally obtains the correct IIR digital filter simulation result.KEY WORDS: Digital filter, IIR digital filter, interpolation technology, MATLAB, Simulink前言数字滤波在通信、图像编码、语音编码、雷达等许多领域中有着十分广泛的应用。
毕业设计_基于FPGA的FIR数字滤波器设计 - 1要点
学士论文基于FPGA的FIR数字滤波器设计摘要随着公元的第二十一个世纪的到来，今天我们进入了一个科技日新月异的时代。
在现代电子数字系统中，滤波器都以一个不可缺少的身份出现。
其中，FIR数字滤波器又以其良好的线性特性被广泛和有针对性的大量使用。
众所周知，灵活性和实时性是工程实践中对数字信号处理的基本要求。
在以往使用的各种滤波器技术中，不难发现有许许多多的问题。
但是，随着现代计算机技术在滤波问题上的飞跃，派生出一个全新的分支——数字滤波器。
利用可编程逻辑器件和EDA技术，使用FPGA来实现FIR滤波器，可以同时兼顾实时性和灵活性。
基于FPGA的FIR数字滤波器的研究势在必行。
本论文讨论基于FPGA的FIR数字滤波器设计，针对该毕业设计要做的基本工作有如下几点：（一）掌握有限冲击响应FIR（Finite Impulse Response，FIR）的基本结构，研究现有的实现方法。
对各种方案和步骤进行比较和论证分析，然后针对目前FIR数字滤波器需要的特点，速度快和硬件规模小，作为指导思想进行设计计算。
（二）基于硬件FPGA的特点，利用Matlab软件以及窗函数法设计滤波器。
对整个FPGA元件，计划采用模块化、层次化设计思想，从而对各个部分功能进行更为详细的理解和分工设计。
最终FIR数字滤波器的设计语言选择VHDL硬件编程语言。
（三）设计中的软件仿真使用Altera公司的综合性PLD开发软件Quartus II，并且利用Matlab工具进行对比仿真，在仿真的过程中，对比证明，本论文设计的滤波器的技术指标已经全部达标。
关键词：数字滤波器Matlab 可编程逻辑元件模块化算法1绪论1.1本课题研究意义在现代通信信号处理领域中，随着各种精密计算和快速计算的发展对信号处理的实时性、快速性的要求越来越高。
以往的模拟滤波器无法克服电压漂移、温度漂移和噪声等问题，从而带来了许多误差和不稳定因素。
而数字滤波器具有稳定性高、精度高、设计灵活、实现方便等突出优点。
毕业设计(论文)-基于MATLAB的fir数字滤波器的设计
目录摘要----------------------------------------------------------------3 引言----------------------------------------------------------------3正文----------------------------------------------------------------4一、数字滤波器的设计---------------------------------------------------------------41.1 IIR数字滤波器设计------------------------------------61.1.1脉冲响应不变法-------------------------------61.1.2双线性变换法---------------------------------81.2 FIR数字滤波器设计-----------------------------------101.2.1窗函数法------------------------------------111.2.2频率取样法----------------------------------131.2.3最优化设计法--------------------------------14二、数字滤波器的MATLAB设计-------------------------------------152.1 FIR数字滤波器的窗函数法--------------------------152.2 FIR数字滤波器的频率采样法------------------------19 2.3 FIR数字滤波器的最优设计法----------------------23设计总结-----------------------------------------------------------27 参考文献-----------------------------------------------------------27摘要：数字滤波器是数字信号处理的重要环节，数字滤波器可分为IIR和FIR两大类。
基于DSP的数字滤波器毕业论文
插图清单
图2-1FIR滤波器直接型结构……………………………………………5
图2-2FIR滤波器转置结构图…………………………………………………6
图2-3FIR滤波器的级联型结构……………………………………………………6
图4-1数字滤波器系统方案框图………………………………………12
数字滤波器，与传统的通过硬件电路实现的模拟滤波器相比有以下优点[3]:
数字滤波器是指完成信号滤波处理的功能，用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统，其输入是一组(由模拟信号取样和量化的)数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。同时DSP(数字信号处理器)的出现和迅速发展也促进了数字滤波器的发展，并为数字滤波器的硬件实现提供了更多的选择。数字信号处理由于运算速度快，具有可编程特性和接口灵活的特点，使得它在许多电子产品的研制、开发和应用中，发挥着重要的作用。采用DSP芯片来实现数字信号处理系统是当前发展的趋势。用DSP芯片实现数字滤波除了具有稳定性好、精确度高、不受环境影响外，还具有灵活性好的特点
基于DSP芯片的数字滤波器设计
摘要
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。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。数字滤波器是指完成信号滤波处理的功能，用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统，其输入是一组(由模拟信号取样和量化的)数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。相对于模拟滤波器，数字滤波器没有漂移，能够处理低频信号，频率响应特性可做成非常接近于理想的特性，且精度可以达到很高，容易集成等，这些优势决定了数字滤波器的应用越来越广泛。
基于DSP Builder数字滤波器的设计与实现毕业设计
摘要数字滤波器是现代数字信号处理系统的重要组成部分之一，具有模拟滤波器所无法替代的新特性，因此在通信、语音与图像处理、自动控制等领域有着广泛的应用，它对于降低噪声、提高信噪比及信号的频谱纯度等方面有着重要的意义。
数字滤波器根据单位脉冲响应的不同，可分为FIR(有限长脉冲响应)滤波器和IIR(无限长脉冲响应)滤波器，FIR的优点在于具有良好的相位特性，IIR的优点在于具有良好的幅频特性，可以根据不同的系统性能要求选择不同的滤波器。
目前滤波器的主要实现方法有三种，分别是：单片通用数字滤波器集成电路、采用DSP器件和FPGA(现场可编程门阵列)器件。
本文采用FPGA器件来实现滤波器的设计，在实现方法上先用MATLAB/Simulink工具箱建立滤波器模型，然后用SignalCompiler把Simulink的模型文件(后缀是.mdl)转化为硬件描述语言VHDL文件，最后利用QuartusII完成滤波器的仿真、配置、编译和下载。
本文最后用实例介绍了FIR数字滤波器和IIR数字滤波器的实现过程。
关键词：数字滤波器通信集成电路 DSP FPGAAbstractDigital filter is a digital signal processing system is one of the important component, analog filters cannot be replaced by the new characteristic, therefore in the communication, speech and image processing, automatic control and other fields have a wide range of applications, it can reduce noise, improve the signal to noise ratio and signal spectrum purity has important significance. Digital filter according to unit impulse response of different, can be divided into FIR ( finite impulse response filter ) and IIR ( infinite impulse response ) filter, FIR have the advantages of good phase characteristics, IIR have the advantages of good amplitude-frequency characteristics, according to different system performance requirements of different filter. The filter main realizing methods has three kinds, respectively is: the monolithic integrated circuit, digital filter with DSP device and FPGA ( field programmable gate array ) device. This paper uses FPGA to realize filter design, the realization method on the first MA TLAB / Simulink toolbox to establish filter model, then use SignalCompiler the Simulink model file ( the suffix is . MDL ) into the VHDL hardware description language file, finally using QuartusII complete filter simulation, configure, compile and download. Finally, examples of the FIR digital filter and IIR digital filter implementation process.Keywords: digital filter communication integrated circuit DSP FPGA目录1．绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究现状 (1)1.3本课题研究内容方法 (3)2．相关知识简介 (5)2.1 数字滤波器概述 (5)2.1.1 数字滤波器的定义 (5)2.1.2 数字滤波器的分类 (6)2.1.3 FIR和IIR数字滤波器的比较 (6)2.1.4 数字滤波器的设计要求和方法 (8)2.2 设计软件简介 (9)2.3 软件安装问题 (10)3．数字滤波器的总体设计方案 (12)3.1 FIR和IIR设计方法概述 (12)3.2 滤波器设计方法比较 (12)4． FIR设计实例 (16)4.1 FIR数字滤波器原理 (16)4.2 16阶FIR滤波器 (16)5． IIR设计实例 (27)5.1 IIR数字滤波器原理 (27)5.2 使用DSP B UILDER设计IIR滤波器 (30)5.2.1 4阶直接Ⅱ型IIR滤波器设计 (30)5.2.2 4阶级联型IIR滤波器设计 (32)6．总结 (38)参考文献 (40)致谢 (41)1．绪论1.1 研究背景当今，数字信号处理（DSP：Digtal Signal Processing）技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科：它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们普遍的关注。
基于MATLAB的数字滤波器设计_毕业设计论文 精品
图2-3双性线Z变换法的映射关系…………………………………………………10
图3-1常用窗函数时域幅度曲线比较………………………………………………15
图3-2常用窗函数频域幅度曲线比较………………………………………………10
图3-3FIR数字低通滤波器脉冲响应与幅度响应……………………………………16
附录A外文文献及译文…………………………………………………………………39
附录B主要参考文献……………………………………………………………………44
插图清单
图1-1LIS系统…………………………………………………………………………3
图2-1理想切比雪夫I型滤波器的幅频特性…………………………………………7
第1章绪论
1.1数字滤波技术
数字滤波是数字信号处理的重要基础，数字信号处理主要是研究用数字或符号的序列来表示信号波形，并用数字的方式去处理这些序列，把它们改变成在某种意义上更希望的形式，以便估计信号的特征参量，或削弱信号中的多余分量和增强信号中的有用分量。数字滤波器在对信号的过滤、检测与参数估计等处理过程中，是使用最为广泛的一种线性系统。
4.1.2 GUI设计规范及设计步骤………………………………………………………25
4.2滤波器分析系统及其MATLAB实现………………………………………………26
4.2.1滤波器分析系统的初始界面……………………………………………………27
4.2.2滤波器分析系统的主界面………………………………………………………28
4.3小结…………………………………………………………………………………34
总结与展望………………………………………………………………………35
FIR数字滤波器设计论文
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的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。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：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校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关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。
本人授权大学可以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。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
IIR数字滤波器的设计毕业论文说明书概论
2013届毕业设计说明书IIR数字滤波器的设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称讲师专业：电子信息工程班级：完成时间：2013年5月28日摘要在现代通信系统中，因为信号中经常混有各种复杂成分，因而很多信号分析都是基于滤波器而进行的。
而数字滤波器[1]，则是通过数值运算实现滤波，它具有处理精度高、灵活、稳定、不存在阻抗匹配问题的特点。
根据单位冲激响应函数的时域特性，数字滤波器可分为两种，即有限长冲激响应(FIR)数字滤波器和无限长冲激响应(IIR)数字滤波器。
IIR数字滤波器实现的阶次要求较低，所用的存储单元也较少，并且具有效率高，精度高的优点，除此还能够保留一些模拟滤波器的优良特性，所以应用领域广阔。
本文主要研究了IIR数字滤波器的常用设计方法，即冲激响应不变法和双线性变换法。
在分析IIR数字滤波器的原理基础上，从理论分析确定了所要设计的IIR数字滤波器的实现方法。
接着利用MATLAB函数语言编程，用Simulink工具仿真IIR数字滤波器，其中用信号处理图形界面FDATool来设计滤波器，并用FDATool模拟IIR数字滤波器处理信号。
在此基础上，使用MATLAB提供的GUI 工具设计图形用户界面，实现方便用户使用的数字滤波器交互界面的开发。
此设计扩展性好，便于调节滤波器的性能，可以根据不同的要求在MATLAB上加以实现。
关键词：IIR数字滤波器；冲激响应不变法；双线性变换法；图形用户界面ABSTRACTIn modern communication systems,Because often mixed with various signal complex components,So many signal analysis is based on filters, and the digital filter is realized through numerical computation, digital filters filter with high precision, stability and flexibility, don't exist. Digital filter according to its impulse response function and characteristics of the time can be divided into two kinds, namely the infinite impulse response (IIR) digital filter and finite impulse response (FIR digital filters). The order of realizing IIR filter is used, low and high efficiency less storage unit, high precision, and can keep some simulation characteristics of filter, so it is widely used.In this paper, the IIR digital filter design theory and methods used, that is, the same impulse response method and bilinear transformation method. In the analysis of IIR principle, based on theoretical analysis to establish the design of IIR digital filter method. Especially in the MATLAB signal processing to all areas of research toolbox personnel can easily for scientific research and engineering application. This paper introduces the concept of digital filter, classification and design requirements. Then using MATLAB language programming, Simulation of IIR digital filter with Simulink module ，with functions of signal processing FDATool graphical interface design of interface design filter, and FDATool analog signal processing IIR digital filter. On this basis, the use of GUI tools provided by MATLAB to achieve user-friendly interface of the digital filter development, user-friendly. Good scalability of this design, easy to adjust the performance of filters can be based on different requirements to be in the realization of MATLAB.Key words iir digital filter；non-changing impulse；double liner transformation; graphical user interfaces目录1绪论 (1)1.1 IIR数字滤波器简介 (1)1.2 IIR数字滤波器的研究意义 (2)1.3 课题研究方法 (2)2 IIR数字滤波器设计工具的介绍 (3)2.1 系统仿真软件（MATLAB） (3)2.2 MATLAB的Simulink工具 (3)2.3 滤波器分析设计工具FDATool (4)2.4 MATLAB的GUI工具 (4)3 IIR数字滤波器的设计原理 (7)3.1 IIR数字滤波器的设计理论 (7)3.2 IIR数字滤波器的设计方法 (7)3.2.1 IIR数字滤波器设计思想 (7)3.2.2 IIR数字滤波器设计步骤 (8)3.3 脉冲响应不变法的设计理论 (9)3.3.1 设计原理 (9)3.3.2 脉冲响应不变法的优缺点 (9)3.4 双线性变换法的设计理论 (10)3.4.1 设计原理 (10)3.4.2 双线性变换法的优缺点 (10)4基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计 (12)4.1 用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器 (12)4.2 用双线性变换法设计IIR数字滤波器 (13)4.3 直接调用函数设计IIR数字滤波器 (15)4.3.1 MATLAB工具箱常用调用函数的介绍 (15)4.3.2 四种不同类型滤波器的比较 (16)4.3.3 调用MATLAB函数设计IIR数字滤波器 (17)4.4 基于SIMULINK的IIR数字滤波器设计和仿真 (18)4.4.1 SIMULINK仿真框图的设计 (18)4.4.2 FDATool模块的设计 (19)4.4.3仿真结果及分析 (22)5基于Matlab GUI的IIR数字滤波器设计 (23)5.1 IIR数字滤波器GUI界面的设计 (23)5.1.1 GUI图形界面的创建和总布局 (23)5.1.2 GUI界面的各区域介绍 (25)5.2 GUI界面回调函数的编写 (26)5.3 运行结果 (29)5.3.1 运行界面显示 (29)5.3.2 不同滤波器的结果显示 (30)结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录 (36)程序清单 (36)1绪论在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种复杂成分，因此针对这些庞杂繁多的原始信号, 如何提取所需信号、抑制不需要的信号，就应该需要考虑使用滤波器。
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目录摘要 (1)第1章绪论 (2)1.1数字滤波器的研究背景与意义 (2)1.2数字滤波器的应用现状与发展趋势 (2)1.3数字滤波器的实现方法分析 (4)1.4本章小结 (4)第2章数字滤波器的概述 (5)2.1数字滤波器的基本结构 (5)2.1.1IIR滤波器的基本结构 (5)2.1.2FIR滤波器的基本结构 (7)2.2数字滤波器的设计原理 (8)2.2.1滤波器的性能指标 (9)2.2.2IIR数字滤波器的设计方法 (9)2.2.3FIR数字滤波器的设计方法 (10)2.3IIR滤波器与FIR滤波器的分析比较 (12)2.4本章小节 (13)第3章数字滤波器的算法设计及仿真 (14)3.1由模拟滤波器设计IIR数字滤波器 (14)3.1.1巴特奥兹滤波器 (14)3.1.2切比雪夫滤波器 (15)3.1.3椭圆滤波器 (17)3.2用MATLAB设计数字滤波器 (20)3.2.1FDATool界面 (20)3.2.2用Fdatool进行带通滤波器设计 (21)3.3将系统函数由直接型化成级联型 (23)3.3.1二阶节系数的确定 (24)3.3.2系数转换成二进制码 (24)3.4本章小结 (26)第4章IIR带通滤波器的VHDL描述及仿真 (27)4.1IIR带通滤波器的VHDL描述 (27)4.2IIR带通滤波器的M ODELSIM仿真 (29)4.2.1仿真波形 (29)4.2.2仿真输出 (30)4.3本章小节 (30)第5章总结 (31)5.1滤波器功能和性能总结 (31)5.2设计心得和体会 (31)第6章结束语 (32)参考文献 (33)附录 (34)译文 (37)外文原文 (41)摘要本文分析了国内外数字滤波技术的应用现状与发展趋势，介绍了数字滤波器的基本结构，在分别讨论了IIR与FIR数字滤波器的设计方法的基础上，指出了传统的数字滤波器设计方法过程复杂、计算工作量大、滤波特性调整困难的不足，提出了一种基于Matlab 和Modelsim软件的数字滤波器设计方法，完成了高Q值50Hz带通IIR滤波器的设计, 达到了通带45-55Hz，衰减小于3db，阻带40-60Hz，衰减大于80db的参数指标。
文中深入分析了该滤波器系统设计的功能特点、实现原理以及技术关键，阐述了使用MATLAB进行带通滤波器设计及仿真的具体方法。
最后把整个设计方案用VHDL语言进行了描述并在Modelsim上仿真。
Modelsim与Matlab的仿真结果对比说明该设计准确性好，可精确到小数点后六位，稳定后误差小于万分之一；可移植性强，在实际应用中，可根据不同的阶数、精度和速度等要求对IIR 滤波器系数进行灵活的修改，以实现任意阶数的IIR 滤波器。
因此，该设计方法可靠性好，效率高，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。
关键词带通滤波器；IIR；Matlab；VHDL；Modelsim仿真;AbstractThis paper analyzes the situation of application and development of digital filter technology home and abroad. It introduces the basic structure of a digital filter, discusses different design methods of FIR and IIR filter, and points out that the traditional design method of digital filter is not only complex but also of heavy workload, even adjustment of filtering parametrer is very difficult. So it brings forwad another design method of digital filter which based on the Matlab software and Modelsim software. This paper introduces the design method of a high Q value band-pass IIR filter which meets the given standard -- the pass band is 45-55Hz, with attenuation of less than 3db; the stop band is 40-60Hz with attenuation greater than 80db. It deeply analyzes the design features and principles of the filter system and the key technical in the design. Then it describs the use of Matlab in design and simulation of the bandpass filte design. In the end, the procedure was simulated on Modelsim. Simulation results of Modelsim and Matlab compared to make proof of the accuracy of the design. It is proved that the design can be accurate at the sixth decimal place, stable error is within one ten thousandth; The design has good portability and widely practical application. In different applications, according to different performance requirements of order, speed and accuracy, etc, the IIR filter coefficients can change flexibly to make up of IIR filter of arbitrary order; In addition, VHDL procedure can also make certain optimizations, according to the different actual situation, to achieve greater speed or conservation of FPGA resources.Key words digital filter IIR Matlab VHDL Modelsim simulation第1章绪论1.1数字滤波器的研究背景与意义当今，数字信号处理[1](DSP：Digtal Signal Processing)技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科：它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们普遍的关注。
数字化、智能化和网络化是当代信息技术发展的大趋势，而数字化是智能化和网络化的基础，实际生活中遇到的信号多种多样，例如广播信号、电视信号、雷达信号、通信信号、导航信号、射电天文信号、生物医学信号、控制信号、气象信号、地震勘探信号、机械振动信号、遥感遥测信号，等等。
上述这些信号大部分是模拟信号，也有小部分是数字信号。
模拟信号是自变量的连续函数，自变量可以是一维的，也可以是二维或多维的。
大多数情况下一维模拟信号的自变量是时间，经过时间上的离散化(采样)和幅度上的离散化(量化)，这类模拟信号便成为一维数字信号。
因此，数字信号实际上是用数字序列表示的信号，语音信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个一维离散时间序列；而图像信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个二维离散空间序列。
数字信号处理，就是用数值计算的方法对数字序列进行各种处理，把信号变换成符合需要的某种形式。
例如，对数字信号经行滤波以限制他的频带或滤除噪音和干扰，或将他们与其他信号进行分离；对信号进行频谱分析或功率谱分析以了解信号的频谱组成，进而对信号进行识别；对信号进行某种变换，使之更适合于传输，存储和应用；对信号进行编码以达到数据压缩的目的，等等。
数字滤波技术是数字信号分析、处理技术的重要分支[2-3]。
无论是信号的获取、传输，还是信号的处理和交换都离不开滤波技术，它对信号安全可靠和有效灵活地传输是至关重要的。
在所有的电子系统中，使用最多技术最复杂的要算数字滤波器了。
数字滤波器的优劣直接决定产品的优劣。
1.2数字滤波器的应用现状与发展趋势在信号处理过程中，所处理的信号往往混有噪音，从接收到的信号中消除或减弱噪音是信号传输和处理中十分重要的问题。
根据有用信号和噪音的不同特性，提取有用信号的过程称为滤波，实现滤波功能的系统称为滤波器。
在近代电信设备和各类控制系统中，数字滤波器应用极为广泛，这里只列举部分应用最成功的领域。
(1) 语音处理语音处理是最早应用数字滤波器的领域之一，也是最早推动数字信号处理理论发展的领域之一。
该领域主要包括5个方面的内容：第一，语音信号分析。
即对语音信号的波形特征、统计特性、模型参数等进行分析计算；第二，语音合成。
即利用专用数字硬件或在通用计算机上运行软件来产生语音；第三，语音识别。
即用专用硬件或计算机识别人讲的话，或者识别说话的人；第四，语音增强。
即从噪音或干扰中提取被掩盖的语音信号。
第五，语音编码。
主要用于语音数据压缩，目前已经建立了一系列语音编码的国际标准，大量用于通信和音频处理。
近年来，这5个方面都取得了不少研究成果，并且，在市场上已出现了一些相关的软件和硬件产品，例如，盲人阅读机、哑人语音合成器、口授打印机、语音应答机，各种会说话的仪器和玩具，以及通信和视听产品大量使用的音频压缩编码技术。
(2) 图像处理数字滤波技术以成功地应用于静止图像和活动图像的恢复和增强、数据压缩、去噪音和干扰、图像识别以及层析X射线摄影，还成功地应用于雷达、声纳、超声波和红外信号的可见图像成像。
(3) 通信在现代通信技术领域内，几乎没有一个分支不受到数字滤波技术的影响。
信源编码、信道编码、调制、多路复用、数据压缩以及自适应信道均衡等，都广泛地采用数字滤波器，特别是在数字通信、网络通信、图像通信、多媒体通信等应用中，离开了数字滤波器,几乎是寸步难行。