周锦秀毕业论文数字滤波器设计

数字滤波器设计1数字滤波器设计数字滤波器设计数字滤波器设计数字滤波器设计数字滤波器设计2第1章绪论11数字滤波器的研究背景与意义当今，数字信号处理1DSPDIGTALSIGNALPROCESING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23。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。12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，在市场上已数字滤波器设计3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。其中，被认为是通信技术未来发展方向的软件无线电技术，更是以数字滤波技术为基础。4电视数字电视取代模拟电视已是必然趋势。高清晰度电视的普及指日可待，与之配套的视频光盘技术已形成具有巨大市场的产业；可视电话和会议电视产品不断更新换代。视频压缩和音频压缩技术所取得的成就和标准化工作，促成了电视领域产业的蓬勃发展，而数字滤波器及其相关技术是视频压缩和音频压缩技术的重要基础。5雷达雷达信号占有的频带非常宽，数据传输速率也非常高，因而压缩数据量和降低数据传输速率是雷达信号数字处理面临的首要问题。告诉数字器件的出现促进了雷达信号处理技术的进步。在现代雷达系统中，数字信号处理部分是不可缺少的，因为从信号的产生、滤波、加工到目标参数的估计和目标成像显示都离不开数字滤波技术。雷达信号的数字滤波器是当今十分活跃的研究领域之一。6声纳声纳信号处理分为两大类，即有源声纳信号处理和无源声纳信号处理，有源声纳系统涉及的许多理论和技术与雷达系统相同。例如，他们都要产生和发射脉冲式探测信号，他们的信号处理任务都主要是对微弱的目标回波进行检测和分析，从而达到对目标进行探测、定位、跟踪、导航、成像显示等目的，他们要应用到的主要信号处理技术包括滤波、门限比较、谱估计等。7生物医学信号处理数字滤波器在医学中的应用日益广泛，如对脑电图和心电图的分析、层析X射线摄影的计算机辅助分析、胎儿心音的自适应检测等。8音乐数字滤波器为音乐领域开辟了一个新局面，在对音乐信号进行编辑、合成、以及在音乐中加入交混回响、合声等特殊效果特殊方面，数字滤波技术都显示出了强大的威力。数字滤波器还可用于作曲、录音和播放，或对旧录音带的音质进行恢复等。9其他领域5数字滤波器的应用领域如此广泛，以至于想完全列举他们是根本不可能的，除了以上数字滤波器设计4几个领域外，还有很多其他的应用领域。例如，在军事上被大量应用于导航、制导、电子对抗、战场侦察；在电力系统中被应用于能源分布规划和自动检测；在环境保护中被应用于对空气污染和噪声干扰的自动监测，在经济领域中被应用于股票市场预测和经济效益分析，等等。13数字滤波器的实现方法分析数字滤波器的实现6，大体上有如下几种方法1在通用的微型机上用软件来实现。软件可以由使用者自己编写或使用现成的。自IEDSPCOMM于1979年推出第一个信号处理软件包以来，国外的研究机构、公司也陆续推出不同语言不同用途的信号处理软件包。这种实现方法速度较慢，多用于教学与科研。2用单片机来实现。目前单片机的发展速度很快，功能也很强依靠单片机的硬件环境和信号处理软件可用于工程实际，如数字控制、医疗仪器等。3利用专门用于信号处理的DSP片来实现。DSP芯片较之单片机有着更为突出的优点，如内部带有乘法器、累加器，采用流水线工作方式及并行结构，多总线，速度快，配有适于信号处理的指令等，DSP芯片的问世及飞速发展，为信号处理技术应用于工程实际提供了可能。14本章小结数字滤波器精确度高、使用灵活、可靠性高，具有模拟设备所没有的许多优点，已广泛地应用于各个科学技术领域,例如数字电视、语音、通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。随着信息时代数字时代的到来，数字滤波技术已经成为一门极其重要的学科和技术领域。以往的滤波器大多采用模拟电路技术，但是，模拟电路技术存在很多难以解决的问题，例如，模拟电路元件对温度的敏感性，等等。而采用数字技术则避免很多类似的难题，当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点，在前面部分已经提到，这些都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。数字滤波器设计5第2章数字滤波器的概述数字滤波器可以用查分方程、单位取样响应以及系统函数等表示。对于研究系统的实现方法，即它的运算结构来说，用框图表示最为直接。一个给定的输入输出关系，可以用多种不同的数字网络来实现。在不考虑量化影响时，这些不同的实现方法是等效的；但在考虑量化影响时，这些不同的实现方法性能上就有差异。因此，运算结构是很重要的，同一系统函数HZ，运算结构的不同，将会影响系统的精度、误差、稳定性、经济性以及运算速度等许多重要性能。IR无限冲激响应滤波器与FIR有限冲激响应滤波器在结构上有自己不同的特点，在设计时需综合考虑。11数字滤波器的基本结构数字滤波器的基本结构数字滤波器的基本结构数字滤波器的基本结构作为线形时不变系统的数字滤波器可以用系统函数来表示，而实现一个系统函数表达式所表示的系统可以用两种方法一种方法是采用计算机软件实现；另一种方法是用加法器、乘法器、和延迟器等元件设计出专用的数字硬件系统，即硬件实现。不论软件实现还是硬件实现，在滤波器设计过程中，由同一系统函数可以构成很多不同的运算结构。对于无限精度的系数和变量，不同结构可能是等效的，与其输入和输出特性无关；但是在系数和变量精度是有限的情况下，不同运算结构的性能就有很大的差异。因此，有必要对离散时间系统的结构有一基本认识。12IR滤波器的基本结构一个数字滤波器可以用系统函数表示为011MKKKNKKKBZYZHZXZAZ21由这样的系统函数可以得到表示系统输入与输出关系的常系数线形差分程为00NMKKKKYNAYNKBXNK22可见数字滤波器的功能就是把输入序列XN通过一定的运算变换成输出序列YN。不同的运算处理方法决定了滤波器实现结构的不同。无限冲激响应滤波器的单位抽样响应HN是无限长的，其差分方程如22式所示，是递归式的，即结构上存在着输出信号到输入信号的反馈，其系统函数具有21式的形式，因此在Z平面的有限区间01，/C2N1,增加，A2快速减小。C,212A,2102CA,幅度衰减，相当于3DB衰减点。振幅平方函数的极点211AANCHSHSSJ32可见，BUTTERWORTH滤波器的振幅平方函数有2N个极点，它们均匀对称地分布在|S|C的圆周上。考虑到系统的稳定性，知DF的系统函数是由S平面左半部分的极点SP3，SP4，SP5组成的，它们分别为2233345,JJPCPCPCSESSE33系统函数为3345CAPPPHSSSSSSS34令，得归一化的三阶BF3211AHSSSS35如果要还原的话，则有321/2/2/1ACCCHSSSS3623切比雪夫滤波器巴特奥兹低通滤波器的幅频特性随的增加而单调下降，当N较小时，阻带幅频特性下降较慢，要想使其幅频特性接近理想低通滤波器，就必须增加滤波器的阶数，这就将导致模拟滤波器使用的原件增多，线路趋于复杂。切比雪夫滤波器10的阻带衰减特性则有所改善。特点误差值在规定的频段上等幅变化。巴特沃兹滤波器在通带内幅度特性是单调下降的，如果阶次一定，则在靠近截止频率C处，幅度下降很多，或者说，为了使通常内的衰减足够小，需要的阶次N很高，为了克服这一缺点，采用切比雪夫多项式逼近所希望的。切比雪夫滤波器的在通带范围内是等幅起伏的，所以同样的通带衰减，其阶数较巴特沃兹滤波器要小。可根据需要对通带内允许的衰减量波动范围提出要求，如要求波动范围小于1DB。振幅平方函数为222211ANCAHJV371C2HJ2HJ数字滤波器设计16式中有效通带截止频率与通带波纹有关的参量,大,波纹大,0381,11,NNXVXXXVX时39如图31,通带内1C,2AHJ，变化范围1211C，随/C，2AHJ0迅速趋于零当0时，22022111COSARCOS01COS2AHJNN310N为偶数，22011AHJ,2COS12NMIN，311N为奇数，201AHJ,2COS02NMAX，312图32、切比雪夫滤波器的振幅平方特性有关参数的确定A通带截止频率，预先给定B由通带波纹表为CMAXMIN2120LG20LG1AAHJJ313210LG1314给定通带波纹值分贝数后，可求。DB数字滤波器设计17221,RAHJA时315C阶数N由阻带的边界条件确定。R,事先给定221,RAHJA时316222111RNCAV317222111RNCAV3181,X时COSHCOSHNVXNARX319得2COSH1/COSH/RCARANAR32024椭圆滤波器特点幅值响应在通带和阻带内都是等波纹的，对于给定的阶数和给定的波纹要求，椭圆滤波器能获得较其它滤波器为窄的过渡带宽，就这点而言，椭圆滤波器11是最优的，其振幅平方函数为321式中，RN，L为雅可比椭圆函数，L是一个表示波纹性质的参量。图3、N5时的特性曲线由图可见，在归一化通带内11，在0,1间振荡，而超过L后，在L2，间振荡。L越大，L也变大。这一特点使滤波器同时在通带和阻带具有任意衰减量。下图为典型的椭园滤波器振幅平方函数数字滤波器设计18图34、椭圆滤波器的振幅平方函数图中和A的定义与切比雪夫滤波器相同。当C、S、和A确定后，阶次N的确定方法为确定参数SCK/确定参量1A21KN2121K1KKK1KK式中KK为第一类完全椭圆积分。25用MATLB设计数字滤波器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SIGNALPROCESSINGTOOLBOX1214可以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。26FDATOOL界面FDATOOLFILTERDESIGNWP45552/FSWS40602/FS把截止频率转成弧度表示RP3RS80NN512N,WNELLIPORDWP,WS,RP,RSB,AELLIPN,RP,RS,WNFREQZB,A,NN,FSZ,P,KELLIPN,RP,RS,WN数字滤波器设计21ZPLANEZ,P图36、12阶椭圆滤波器的幅频相应和相频响应图37、12阶椭圆滤波器的零极图图36说明12阶椭圆滤波器很好的满足了给定的阻带和通带的衰减。图37说明极点全在单位园内部，因而该椭圆滤波器是稳定的。数字滤波器设计2A,B分别为分母与分子的系数，即得到的直接型表示为IINIIIMIZAZBZH000A132228将系统函数由直接型化成级联型由于直接型具有一些共同缺点161系数对滤波器的性能控制作用不明显。2极点对系数的变化过于灵敏，易出现不稳定或较大误差。3运算的累计误差较大。并且在这个设计中，直接型表示时系数IB和IA的最大值与最小值相差9410倍，考虑到在乘法器上实现时引入的截断误差很大，因此决定采用6个二阶节级联来实现。数字滤波器设计2329二阶节系数的确定用MATLAB函数把直接型系数化成级联型二阶节的系数G1910088486951538410数组SOS的每行表示一个二阶节的系数，第13列分别是分子上0Z、1Z、2Z的系数，第46列分别是分母上0Z、1Z、2Z的系数。分配给各二阶节的增益分别为0064426919942375843，0064426919942375843，036083349830553402，036083349830553402，05945544040902202，05945544040902202。XG1B1B2YA1A2图38、二阶节结构方框图210系数转换成二进制码若采用24位乘法器，用1位整数位，1位符号位，共22位定点二进制数进行运算，负数用补码表示，由此将减法运算变成累加求和运算17。各系数可用MATLB编程18转成二进制补码，转换结果如表数字滤波器设计24表32、各系数转成二进制的结果十进制数定点24位补码数00644269199423758430000010000011100100100086237116875715341000001011000010011010010090446129522962132110100011011000100001095178886197549140000110001010110010000862371168757153411101001101000101100904461295229603830000010100100110103608334983055340200010110001010010102364264030651890700001001000011001100023451506983909279110000111010101010969997898661789980000010101100011002364264030651890711000011011001100100023451506983909134000011000000100100101105945544040902202001001000001101001010030598365902400908001101101001001100103058391859406358610001101101001000010305983659024009080010010100001100001103058391859406360800010011001001010109905983015954310510000001001101000001010可用MATLB程序求截断后系数并进行仿真FORI116FORJ116STO2SOI,JSO1I,JTO10RSENDERTO2G1TO10RB,ASO2TFSO1,G1转成直接型FREQZB,A,NN,FS系数截断后图形数字滤波器设计25图39系数截断后的幅频、相频响应仿真图形图310系数截断后的零极点图图39与图310表明使用24位乘法器不会引入截断误差，通带与阻带衰减都符合设计要求。211本章小结比较以上几种类型的滤波器参数，在给定的参数要求下，采用椭圆滤波器可以获得最佳的幅频响应特性，具有阶数低，过渡带窄等优点。虽然椭圆滤波器在通带也会产生波动，但考虑到波动处在可接受的范围内，仍然符合设计要求。但由直接型传输函数表达式来实现并不实用。因此如前所说，将其分解为多个二阶传输函数的级联形式。借助MATLAB信号处理工具箱中函数TF2SOSTRANSFERFUNCTIONTOSECONDORDERSECTION将传递函数转换为二阶级联形式。对于是数字信号，需要对先前分析计算中分解获得的二阶子系统的滤波器系数进行量化，即用一个固定的字长加以表示。量化过程中由于存在不同程度的量化误差，由此会导致滤波器的频率响应出现偏差，严重时会使IIR滤波器的极点移到单位圆之外，使系统不稳定。为了获得最优的滤波器系数，量化的精度也相当重要，因此这里采用24位乘法器，数字滤波器设计2648位加法器进行运算，仿真结果显示，不会产生极限环现象和溢出振荡。数字滤波器设计27第3章仿真过程31设定系统的仿真对象对象1一个含有10HZ、30HZ和60HZ的混合正弦波信号XSIN2PIT10SIN2PIT30SIN2PIT60,通过一个设计的IIR带通椭圆滤波器（ELLIPTIC）后，使输入的混合信号中频率为30HZ的正弦波信号通过，而将频率为10HZ和60HZ的正弦波信号大大衰减。对象2一个原始信号为SSIN2PI70T2SIN2PI120T,抽样频率为FS1000HZ。由于某种原因，信号被白噪声污染，实际获得的信号为SNSRANDNSIZET,现通过一个设计的FIR滤波器恢复出原始信号。32系统对象滤波器设计方法对象1滤波器设计方法MATLB信号处理工具箱提供了各种滤波器设计函数及滤波器实现函数,根据本系统对象,采用ELIPA函数设计创建一低通模拟椭圆滤波器,然后再采用LP2BP函数将模拟低通；滤波器转换成模拟带通滤波器,最后采用BILINEAR函数现双线性变换法把模拟滤波器转换成数字滤波器。ELIPA函数调用格式为Z,P,KELIPAN，RP，RS,10其中N为滤波器阶数,RP为该滤波器在通带内的最大衰减,RS为在阻带内的最小衰减；LB2BP函数的调用格式为AT,BT,CT,DTLP2BPA,B,C,D,WO,BW,其中WO为中心频率，BW为带宽；AT1,BT1,CT1,DT1BILINEARAT,BT,CT,DT,FS，其中FS为抽样频率。滤波器技术指标通带下截止频率WP120HZ，通带下截至止频率WP240HZ,在通带内的最大衰减RP为02，在通带内的最小衰减RS为40，抽样频率FS为200HZ。对象2滤波器设计方法由于白噪声分布在整个频带，所以需要在不衰减原信号的前提下，对整个频带进行滤波，设计一个带过渡带的多带FIR滤波器。采用FIRLS函数，其调用格式为BFIRLSN,F,M，其中N为滤波器阶数，F为转换频率向量，在0到1之间；M为滤波器幅频响应中的频带增益向量。滤波器技术指标在65/50075/500即013015段和15/500125/500即023025段频带内的幅度是1，在060/500即0012段、80/50010/500即016022段、130/5001即0261段频带内的幅度是0。数字滤波器设计2833MATLB程序仿真设计双击打开TLAB，如下图31直接在窗口中输入程序得出结果图331程序输入画面与结果431产生一个含有10HZ、30HZ和60HZ的混合正弦波信号XMATLB程序实现如下FS200T1200/SX1SIN2PIT10X2SIN2PIT30X3SIN2PIT60XX1X2X3PLOTT,XTILE混合正弦波信号XT滤波前GRID程序运行结果输出如下数字滤波器设计290010203040506070809125215105005115225X图332滤波器前信号波形432产生一个4阶IR带通椭圆滤波器MATLB程序实现如下WP120P240FS200RP02RS40WP12PIWP1P22PIP2BWP2WP1WOSQRTP2WP1Z,P,KELIPAP4,RP,RS创建模拟低通滤波器原型A,B,C,DZP2SSZ,P,K把模拟低通滤波器原型转换成模拟低通滤波器T,BT,CT,DTLP2BPA,B,C,D,WO,BW把模拟低通滤波器转换成带通滤波器AT1,BT1,CT1,DT1BILINEARAT,BT,CT,DT,FS双线性变换法把模拟滤波NUM,DENS2TFAT1,BT1,CT1,DT1器转换成数字滤波器数字滤波器设计30H,WFREQZNUM,DENPLOTWFS/2PI,ABSHTILE频率响应特性GRIDXLABEL频率/HZYLABEL幅值程序运行结果输出如下0102030405060708090100102030405060708091/HZ图333IIR带通椭圆滤波器响应特性433对混合正弦波信号X进行滤波MATLB程序实现如下YFILTERNUM,DEN,XPLOTT,YTILE滤波后信号YGRID数字滤波器设计31AXIS011程序运行结果输出如下001020304050607080911080604020020406081Y图334滤波器后信号波形434绘出信号滤波前、后的幅频图MATLB程序实现如下SFTX,512FFTY,512W0255/256FS/2PLOT,ABSS1256,W,ABSSF1256,KTILE信号滤波前、后的幅频图XLABEL频率/HZYLABEL幅值LEGEND滤波前的幅频,滤波后的幅频数字滤波器设计32程序运行结果输出如下01020304050607080901010203040506070809010,/HZ图335滤波前、后信号幅频对象2MATLB程序仿真设计实现如下FS1000T051/FS075XSIN2PI70T2SIN2PI120TNXRANDNSIZETSUBPLOT311PLOTT,XGRIDTILE原始信号波形SUBPLOT312PLOTT,XNGRIDTILE被白噪声污染的信号波形N90F00120130150160220230250261M10100BFIRLSN,F,MXOFILTERB,1,XN数字滤波器设计3SUBPLOT313PLOTT,XOGRIDTILE滤波器后恢复的信号波形程序运行结果输出如下050506065070750505050606507075050505060650707505图336原始、被污染、恢复信号图滤波器频率响应特性MATLB程序H,WFREQZBPLOTWFS/FSPI,ABSHTILE频率响应特性GIRDXLABEL频率/HZYLABEL幅值程序运行结果输出如下数字滤波器设计34001020304050607080910204060811214/HZ图337FIR多带滤波器幅频响应特性34创建仿真模型图在MATLB命令窗口中键入命令SIMULINK，或者直接点击按钮，激活SIMULINKLIBRARY窗口，启动SIMULINK,再从激活SIMULINKLIBRARY窗口点击新建打开画图窗口，从工具栏中选出元件，拖动致画图窗口中，开始作系统仿真模型数字滤波器设计35图341SIMULINK工作窗口与顺序构建系统仿真模型如下图图342SIMULINK仿真模型341仿真模块参数设置用鼠标双击指定模块图标，打开模块对话框，根据对话框栏目中提供的信息进行参数设置或修改。各模块参数设置如下数字滤波器设计36图343SIN2PI10T模块参数图344SIN2PI30T模块参数数字滤波器设计37图345SIN2PI60T模块参数图346ADD模块参数图347DIDITALFILTERDESIGN模块参数数字滤波器设计3835系统仿真运行设置仿真参数在模型窗口选取菜单SIMULATIONCONFIGURATIONPARMETRS弹出“SIMULATIONCONFIGURATIONPARMETRS”对话框，设置仿真参数如下图348仿真参数仿真运行直接点击模块窗口中的，仿真开始。输出结果如下图349滤波前信号波形（TIMESCOPE数字滤波器设计39图3410滤波后信号波形（TIMESCOPE136小结由仿真结果输出图可以看出，所设计的IR带通滤波器使混合输入信号中频率为30HZ的正弦波信号通过，而将频率为10HZ和60HZ的正弦波信号大大衰减，从而达到滤波效果。总的说来，用SIMULINK仿真数字滤波器设计更加直观，操作便捷，易于分析。数字滤波器设计40第5章总结总结总结总结51滤波器功能和性能总结经过长达三个月之久的系统设计和制作，该设计已经达到所有预期的功能需求。采用MATLB仿真软件对高Q值50HZ带通滤波器进行设计,确定滤波器的类型及系数，把直接型转换成级联型，并确定二阶节的系数。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IR滤波器进行灵活的修改，以实现任意阶数的IR滤波器。52设计心得和体会本次毕业设计所涉及到的主要知识是EDA方面的。我将把我本次毕业设计的心得和体会简述如下1类型寻优确定好所需要设计的滤波器用途后，首先对其进行性能需求分析，明确该系统应该达到的各种性能指标，其次，拟定多种滤波器类型，对这些方案采用MATLAB进行仿真，进行综合分析和比较，选择出最佳的滤波器类型作为本设计方案，然后，依据其性能指标编写MATLAB程序，确定二阶节系数。2系统思维必须有系统的设计思维，把每一个细节都放到整个系统中考虑，考虑整个系统设计的可行性、完整性、稳定性和功能的实现，这样才不会局限在细节上，才能快速的完成性能优越的硬件设计。3把握细节系统也是由细节构成的，在把握整个系统思维的基础上把握每一个细节，因为每一个细节都有可能决定整个系统的性能。在写VHDL代码时，把每一个变量与过程考虑清楚才可能完成整个程序。4勇于尝试系统即使经过了非常严格的论证也仍然可能存在问题，或许面对问题一时没有很好的解决方案，但是有一个或许可行的大胆的想法，不要犹豫，试一试吧。勇于尝试往往能够找到更好的解决方法。5保持自信无论遇到什么困难，我都相信自己一定能够找到解决的方法，有的时候只要稍微再用一点力、使一点劲，结果就会不一样。数字滤波器设计41第6章结束语在这次毕业设计的完成过程中，得到许多老师和同学的帮助与鼓励，使我能够顺利地完成毕业设计，我在此对他们表示衷心的感谢。首先，我诚挚地感谢我的导师程佑梁老师。程老师学识渊博、治学严谨，平易近人，为我营造了一种良好的精神氛围。在本次本科生毕业设计的过程中，程老师给予了我许许多多的关怀和帮助。本论文从选题到系统仿真成功到最后成文，无不倾注着程老师的心血。在此论文脱稿之际，我再一次向他致以最诚挚的谢意。同时，我要感谢我们学院给我们授课的各位老师，正是由于他们的传道、授业、解惑，让我学到了许多知识，并从他们身上学到了如何求知治学、如何为人处事。我也要感谢我的母校嘉应学院，是他提供了良好的学习环境和生活环境，让我的大学生活丰富多姿，为我的人生留下精彩的一笔。衷心感谢08自动化班的同学们，我们一起学习、一起研究，共同进步，平日里大家关于毕业设计的讨论给了我很多启发，我在次深表谢意；最后，向我的亲爱的家人表示深深的谢意，他们给予我的爱、理解、关心和支持是我不断前进的动力。愿所有的老师、同学们、朋友们合家欢乐，一生平安数字滤波器设计42参考文献1刘令普数字信号处理M哈尔滨哈尔滨工业大学出版社,2002。2邓重一滤波器的过去、现在与未来J世界电子元器件2003，13448493邓重一滤波技术的发展现状J中国仪器仪表2004，02144李洪伟，张长明LMS自适应算法设计FIR、IIR数字滤波器的应用及比较J现代电子技术2005，1579805OPPENHEIMAV,SCHAFERRWDIGTALSIGNALPROCESINGMENGLEWOODCLIFS,NJPRENTICEHAL,1975。6王世一数字信号处理M北京北京理工大学出版社，2005。7李行一数字信号处理重庆重庆大学出版社,2002。8刘正士，王勇，陈恩伟，葛运建一种数字滤波器的设计方法及其应用J中国机械工程2006，17188919叶榆，贺国权基于PSPICE的八阶巴特沃斯低通滤波器设计与优化J,山西电子技术，20063616310谢子常，徐水明数字切比雪夫滤波器的设计及MATLAB仿真J,福建电脑,20045313211王田CELESTINOACORRAL杨士中椭圆函数滤波器边带特性优化方法J,电路与系统学报,20051052412丁磊，潘贞存，丛伟基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真J继电器2003,319495113张亚妮，基于MATLAB的数字滤波器设计J，辽宁工程技术大学学报200524571671814杨大柱