基于Matlab的FIR低通滤波器设计[开题报告]2011-11-07Word文件下载.doc
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所谓数字信号处理技术是指运用数值计算的方法对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等的处理。
随着电子技术和电子计算机技术的发展,数字信号处理技术受到了越来越广泛的关注,数字信号处理的理论和技术也在不断丰富和完善,新的理论和新技术层出不穷。
可以说,数字信号处理是发展最快、应用最广泛、成效最显著的新科学之一,目前已广泛地应用在语音、雷达、声纳、地震、图像、通信、控制、生物医学、遥感遥测、地质勘探、航空航天、故障检测、自动化仪表等领域。
数字滤波器是数字信号处理中的重要组成部分之一,在数字信号处理中,数字滤波占有极其重要的地位。
滤波器可以分为IIR滤波器和FIR滤波器两大类,IIR滤波器并不能得到严格的线性相位特性,因此在许多实际应用中为了得到线性相位特征,还必须另外增加相位校正网络,使滤波器设计变得复杂,成本也高,而FIR滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时,还可以很容易的做到有严格的线性相位特性。
它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性,同时其单位抽样响应是有限长的,因而滤波器是稳定的系统。
因此,FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。
目前对数字滤波器的设计有多种方法,其中著名的Matlab软件包,功能强大、使用方便。
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。
利用Matlab信号处理工具箱可以快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器,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。
本课题在基于Matlab的FIR低通滤波器的设计方法、编程以及实际应用上有着积极的意义。
二、课题研究的主要内容和预期目标
主要研究基于Matlab的FIR低通滤波器。
具体是采用窗函数设计法、频率采样法、等波纹逼近法进行设计,并用Matlab软件编写程序进行仿真。
1.研究FIR滤波器的定义、分类、应用以及设计方法。
2.了解FIR滤波器窗函数的设计方法及原理。
3.了解FIR滤波器频率采样的设计方法及原理。
4.了解FIR滤波器等波纹逼近的设计方法及原理。
5.确定滤波器的技术指标,并进行Matlab仿真。
结合上述内容,设计编程,完成利用Matlab软件设计FIR低通滤波器并进行仿真优化。
通过设计编程,加深对知识的理解和运用。
三、课题研究的方法及措施
本课题主要研究的是基于Matlab的FIR低通滤波器设计,因此在研究过程中主要是采用理论分析结合软件仿真来实现。
总的研究方法是在课题研究之前,掌握一定的理论基础,了解FIR滤波器是如何进行信号各个波段的滤波的,在理论中寻找适合本课题的设计方案;
然后,了解Matlab软件应用,使用Matlab软件设计数字低通滤波器并进行仿真优化,实现数字低通滤波器的滤波。
具体措施如下:
1.首先阅读广泛资料,对FIR滤波器的定义、设计方法做一下介绍,分析FIR低通滤波器的研究意义及作用。
2.Matlab作为工作平台和开发工具,熟悉Matlab软件程序设计的基本原理和实验环境,实现仿真。
3.针对FIR低通滤波器的滤波基本原理进行研究,查阅相关资料书籍。
并利用窗函数的设计方法进行滤波设计,并运用Matlab进行模拟仿真。
4.查漏补缺,进行论文的改进。
四、课题研究进度计划
2011/2012(第一学期):
明确任务,收集资料,确定系统总体方案设计,完成开题报告、文献综述、外文翻译以及开题答辩。
2011/2012(第二学期):
第1周至第3周:
完成理论基础的研究,重点学习基于Matlab的FIR低通滤波器的设计方法,特别是窗函数法的运用。
第3周至第4周:
掌握Matlab程序开发方法、调试工具的使用及优化级别的选择等,实现数字滤波器的设计与仿真。
编写基于Matlab的FIR低通滤波算法并进行调试仿真和反复论证。
第5周至第6周:
完善设计作品,论文修改。
进行方案的补充和修改;
撰写毕业论文,修改完善毕业论文。
第7周至第8周:
做好论文答辩的PPT资料,准备答辩,并提交所有电子文档材料。
五、参考文献
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西安电子科技大学出版社,2008,6.
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指导教师意见
指导教师签名:
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