基于Matlab的FIR低通滤波器设计[开题报告]2011-11-07Word文件下载.doc

1、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

2、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

3、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Matla

4、b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

5、低通滤波器的研究意义及作用。2Matlab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Matla

6、b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1 丁玉美, 高西全.数字信号处理 M. 第三版. 西安: 西安电子科技大学出版社, 2008, 6.2 闫胜利. FIR滤波器及设计原理J. 长春工程学院学报（自然科学版）, 2003, 6, 4（1）: 21-24.3 姚齐国. 基于MATLAB的数字滤波器的设计J.

7、江西理工大学学报, 2006, 2, 27（1）: 50-52.4 杨守卫. FIR数字滤波器应用分析探讨J. 河北省工程咨询院学报, 2011, 7, 29（15）: 47-49.5 朱敏. MATLAB数字信号处理工具箱的开发和应用J. 信息与电脑, 2010, 2, 26（8）: 154-155.6 姚海燕. FIR数字滤波器设计窗函数法与频率抽样法比较J.安阳工学院学报, 2007, 6, 12（6）: 51-53.7 刘波. MATLAB信号处理M. 北京: 电子工业出版社, 2006, 7.8 邬国扬, 张萱, 吕昂等. 模拟电子技术M. 第二版. 西安：西安电子科技大学出版社,

8、2007, 3.9 郑佳春. 数字滤波器的Matlab设计与DSP的实现 J. 单片机与嵌入式系统应用, 2003（7）: 28-2810 赵惠昌, 王丹琦. 一种基于MATLAB及FPGA的FIR低通滤波器的设计与实现J. 电子设计工程, 2011, 7, 19（14）: 131-134.11 张小虹, 黄忠虎, 邱正伦等. 数字信号处理M.北京：机械工业出版社, 2008, 9.12 姚剑清. 简明数字信号处理M. 北京: 人民邮电出版社, 2009, 1.13 J.G. Proakis , D.G. Manolakis. Digital Signal Processing-Principles, Algorithms and Applicat- ionsM. New Delhi: Prentice-Hall, 2000, 4.14 Uwe Meyer-Baese. Digital Signal Processing with Field Programmable Gate Arrays JSignal And Communication Technology, 2007, 10, 1: 165-165.指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日