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第７章滤波器的设计方法
教案目的
1．掌握由连续时间滤波器设计离散时间IIR滤波器的方法，包括冲激响应不变法，双线性变换法等；
2．了解常用的窗函数，掌握低通IIR滤波器的频率变换法、用窗函数法设计FIR滤波器的方法；
3．掌握FIR滤波器的逼近原理与设计方法。
教案重点与难点
重点：本章是本课程的重中之重，滤波器的设计是核心内容之一。
1．连续时间滤波器设计离散时间IIR滤波器的方法，包括冲激响应不变法，双线性变换法等；
2．常用的窗函数，掌握低通IIR滤波器的频率变换法、用窗函数法设计FIR滤波器的方法；
3．掌握FIR滤波器的逼近原理与设计方法。
难点：
1. 冲激响应不变法，双线性变换法
2. 用窗函数法设计FIR滤波器
FIR滤波器的逼近原理与设计方法
7.0 基本概念
7.0.1选频滤波器的分类
数字滤波器是数字信号处理的重要基础。在对信号的过滤、检测与参数的估计等处理中, 数字滤波器是使用最广泛的线性系统。
数字滤波器是对数字信号实现滤波的线性时不变系统。它将输入的数字序列通过特定运算转变为输出的数字序列。因此，数字滤波器本质上是一台完成特定运算的数字计算机。
我们已经知道，一个输入序列x(n>，通过一个单位脉冲响应为h(n>的线性时不变系统后，其输出响应y(n>为
将上式两边经过傅里叶变换，可得
式中，Y(ejω>、X(ejω>分别为输出序列和输入序列的频谱函数，H(ejω>是系统的频率响应函数。
可以看出，输入序列的频谱X(ejω>经过滤波后，变为X(ejω>H(ejω>。如果|H(ejω>|的值在某些频率上是比较小的，则输入信号中的这些频率分量在输出信号中将被抑制掉。因此，只要按照输入信号频谱的特点和处理信号的目的，适当选择H(ejω>，使得滤波后的X(ejω>H(ejω>符合人们的要求，这就是数字滤波器的滤波原理。和模拟滤波器一样，线性数字滤波器按照频率响应的通带特性可划分为低通、高通、带通和带阻几种形式。它们的理想模式如图7-1所示。是以2π为周期的。>
一、数字信号处理
数字信号处理，即Digital Signal Process（DSP），是从20世纪60年代以来围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。
数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。
人们在数字信号处理方面的研究不断突破并取得的各项研究成果，目前它的应用已经在音频信号处理、音频压缩、数字图像处理、视频压缩、语音处理、语音识别和数字通信等社会中的各个领域中起到了举足轻重的作用。
它给人们带来了将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。
数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。
数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器和专用集成电路等。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。
二、数字信号处理的域
在数字信号处理领域，工程师们常常在以下的一些特定域中研究数字信号：时域（一维的信号）、空间域（多维信号）、频域、自相关域和小波域。他们基于有根据的猜测来选择不同的域来研究信号（或者是为了尝试不同的可能性），以找到能最佳表达信号特征的域。从测量仪器得到的采样序列表现为时域和空间域的信号，然而离散傅立叶变换产生频域信号，这就是所谓的频谱。自相关被定义为对信号本身在变化的时间和空间坐标上做互相关处理。
中南大学《现代信号处理》课程设计报告
学 院：信息科学与工程学院
专业班级：
姓 名：
学 号
指导老师：赵亚湘、郭丽梅
设计时间：2012年9月
目 录
第一章 课程设计题目及设计要求
1.1 课程设计题目
1.2 课程设计目的及要求
第二章 设计思想和系统功能分析
2.1 第一题的设计思想
2.2 第二题的设计思想
2.3 第三题的设计思想
2.4 第四题的设计思想
2.5 第五题的设计思想
2.6 第六题的设计思想
第三章 关键部分的设计思路
3.1 数字滤波器的设计思路
第四章 调试及结果分析
4.1 第一题的调试结果及分析
4.2 第二题的调试结果及分析
4.3 第三题的调试结果及分析
4.4 第四题的调试结果及分析
4.5 第五题的调试结果及分析
4.6 第六题的调试结果及分析
第五章 课程设计总结
5.1 课程设计中遇到的问题及解决及心得体会
附 录
源程序清单及参考文献
第一章 课程设计题目及设计要求
1.1 课程设计题目
1. 给定模拟信号：ettxa1000)(
1）选择采样频率Fs = 5000Hz和合适的信号长度，采样得到序列 x1(n)。求并画出x1(n)及其序列傅里叶变换 |X1(ejw)|。
2）选择采样频率Fs = 1000Hz和合适的信号长度，采样得到序列 x2(n)。求并画出x2(n)及其序列傅里叶变换 |X2(ejw)|。
3） 说明|X1(ejw)|与|X2(ejw)|间的区别，为什么？
2. 已知两系统分别用下面差分方程描述：
)1()()(1nxnxny
)1()()(2nxnxny
电子工艺实习报告
题目名称： X921型收音机的制作
姓 名： 任梦乔
学 号： 0904101001
专业班级： 09电信(1)班
河南农业大学机电工程学院
一、实习题目：X921型收音机的制作
二、实习要求： ①认真练习焊接技术；
②收音机电路板焊点，线头焊接符合标准；
③元件布局规范，收音正常
三、实习内容
1、 实验原理
实验原理图
混频器→中频放大器→检波器→低频放大器→低频功率放大器→扬声器
↑
本机振荡器
原理方框图
输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。因为，它是比高频信号低，比低频信号又高的超音频信号，所以这种接收方式叫超外差式。超外差式收音机就是利用这种方式，把接收到的频率不同的电台信号都变成固定的中频信号（465kHz),再由放大器对这个固定的中频信号进行放大，同时在选择回路（输入回路）或高频放大器与检波器之间插入一个变频器及中频放大器。
超外差的特点是：被选择的高频信号的载波频率，变为较低的固定不变的中频(465KHz)，再利用中频放大器放大，满足检波的要求，然后才进行检波。在超外差接收机中，为了产生变频作用，还要有一个外加的正弦信号，这个信号通常叫外差信号，产生外差信号的电路，习惯叫本地振荡。
在收音机本振频率和被接收信号的频率相差一个中频，因此在混频器之前的选择电路，和本振采用统一调谐线，如用同轴的“双连”进行调谐，使之差保持固定的中频数值wi。由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中放的增益可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可做得比较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整机输出音质较好的音频信号。
