毕业设计---II数字低通滤波器的设计

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1、 1 学学 士士 学学 位位 论论 文文 题题 目目 II 数字低通滤波器的设计数字低通滤波器的设计 学学 生生 指导教师指导教师 年年 级级 专专 业业 计算机科学与技术计算机科学与技术 系系 别别 信息工程系信息工程系 学学 院院 计算机科学与信息工程计算机科学与信息工程 2 摘摘 要要 摘摘 要：要：本论文首先介绍了滤波器的滤波原理以及模拟滤波器、 数字滤波器 的设计方法。重点介绍了 IIR 数字滤波器的设计方法。即脉冲响应不变法 和双线性变换法。在此基础上，用 DSP 虚拟实现任意阶 IIR 数字滤波器。 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 DSP 上 加以实现

2、。 关键字：关键字： DSP 滤波、IIR 数字低通滤波器 3 目目 录录 摘 要 1 目 录 3 第 1 章 滤波器简介 4 1.1 滤波器的工作原理 4 1.1.1 模拟滤波器的工作原理 4 1.1.2 数字滤波器的工作原理 6 1.2 滤波器的基本特性 . 7 1.2.1 模拟滤波器与数字滤波器的基本特性 7 1.2.2 无限冲击响应 IIR 和有限冲击响应 FIR 滤波器 . 9 1.3 滤波器的主要技术指标 10 第 2 章 模拟滤波器的设计 11 2.1 模拟滤波器的设计方法 12 2.2 模拟原型滤波器及最小阶数的选择 14 2.2.1 巴特沃斯滤波器及最小阶数的选择 . 14

3、2.2.2 低通原型滤波器的系统函数 20 2.2.3 椭圆滤波器及最小阶数的选择 . 21 2.2.4 贝塞尔滤波器 22 第 3 章 IIR 数字滤波器的设计 24 3.1 IIR 数字滤波器的设计方法 24 3.2 IIR 滤波器经典设计 . 24 3.3 IIR 滤波器直接设计 . 33 第 4 章 DSP 仿真系统 35 4.1 对低通模拟和数字滤波器的仿真 . 35 4.1.1 模拟低通滤波器的仿真 . 35 4.2.2 数字低通滤波器的仿真 . 37 4.4.1 模拟带通滤波器的仿真 39 4.4.2 数字带通滤波器的设计 . 40 4 4.5 对带阻模拟和数字滤波器的仿真 .

4、42 4.5.1 模拟带阻滤波器的设计 . 42 4.5.2 数字带阻滤波器的仿真 . 43 第 5 章 总结与展望 47 5.1 总 结 . 47 5.2 展 望 . 47 参考文献 . 49 第第 1 1 章章 滤波器简介滤波器简介 从广义上讲，任何对某些频率（相对于其他频率来说）进行修正的系 统称为滤波器。严格地讲，对输入信号通过一定的处理得到输出信号，这 个处理通常是提取信号中某频率范围内的信号成分，把这种处理的过程称 为滤波。实现滤波处理的运算电路或设备称为滤波器。 在许多科学技术领域中， 广泛应用线性滤波和频谱分析对信号进行加 工处理，模拟滤波是处理连续信号，数字滤波则是处理离散信号，而后者 是在前者的基础上发展起来的。我们知道，无源或有源模拟滤波器是分立 元件构成的线性网络，他们的性能可以用线性微分方程来描述，而数字滤 波器是个离散线性系统， 要用差分方程来描述， 并以离散变换方法来分析。 这些方程组可以用专用的或通用的数字计算机进行数字运算来实现。 因此， 数字滤波器的滤波过程是一个计算过程，它将输入信号的序列数字按照预 定的