滤波器课程设计说明书

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1、 目 录 一. 课程设计任务 . 1 1、掌握 MATLAB 及其在数字信号处理中的应用 1 2、课程设计题目：数字听诊器信号分析 1 二. 课程设计原理及设计方案 . 2 1、滤波器设计原理 2 1.1 滤波器概述 2 1.2FIR 数字滤波器设计原理 2 1.3 FIR 数字滤波器的特性 . 2 1.4 窗函数的介绍 4 2、设计方案 5 三. 课程设计的步骤和结果 . 6 1、读取病人心肺声音信号并对其进行频谱分析 6 2、设计滤波器对信号进行滤波（以凯塞窗为例） 7 2.1 低通滤波器 . 7 2.2 带通滤波器 8 2.3 带阻滤波器 10 3、GUI 界面设计 11 3.1 BUT

2、TON1 病人心肺声音信号提取 11 3.2 BUTTON2 退出系统 12 3.3 BUTTON3 运行 12 3.4 文本编辑框 15 3.5 GUI 整体界面 15 四. 课程设计总结 . 16 五. 设计体会 . 17 六. 参考文献 . 18 - 1 - 一. 课程设计任务 1、掌握 MATLAB 及其在数字信号处理中的应用 MATLAB 计算软件是一套进行科学计算的高性能软件，可以进行矩阵运 算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的 程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处 理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 Matlab语言可以很容

3、易实现Fourier 变换和数字滤器的设计，广泛应用 于数字信号处理中，给我们对数字信号的研究工作带来很大方便，同时具有功 能全面的GUI程序设计，使所设计的应用程序具有图形用户界面，方便用户操 作。 2、课程设计题目：数字听诊器信号分析 目前大夫主要以听诊器倾听病人的气管、肺部区域的声音，对病人的疾病进行 判断；请设计一个听诊的软件，要求如下： 1） 可记录病人的姓名、年龄、性别、病史、不同疾病部位等状况； 2） 对病人的气管、肺部等区域的声音进行采集、分析、存储（前端听诊部分 不用考虑，只考虑数据采集部分） 。 3） 可分析不同声音分量的大小，给出频谱图，以及主要频率的幅度，便于大 夫分析

4、和验证； 4） 由于采集到的信号经常存在某些干扰信号，比如心脏的震动，请设计低 通、带通、带阻滤波器对信号处理，滤波器参数在用户界面中可以进行设置， 方便医生进行使用； 5） 编制 GUI 用户界面。 - 2 - 二. 课程设计原理及设计方案 1、滤波器设计原理 1.1 滤波器概述 随着信息时代和数字世界的到来,数字信号处理已成为当今一门极其重要 的学科和技术领域。数字信号处理在通信、语音、图像,自动控制、雷达、军 事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处 理中,数字滤波器占有极其重要的地位。现代数字滤波器可以用软件或设计专 用的数字处理硬件两种方式来实现,用软件来实现数字滤波器优点是随着滤波 器参数的改变,很容易改变滤波器的性能。根据数字滤波器单脉冲响应的时域 特性可将数字滤波器分为两种, 即 IIR （Infinite Impulse Response）无限 长脉冲响应数字滤波器和 FIR (Finite Impulse Response)有限长脉冲响应数 字滤波器。从功能上分类, 可分为低通、高通、带通、带阻滤波器。 1.2FIR 数字滤波器