数字滤波器课程设计

dsp滤波器llR课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字信号处理（DSP）的基本概念，特别是滤波器的作用和分类。

2. 学生能掌握IIR（无限冲击响应）滤波器的原理和数学描述。

3. 学生能学习并应用IIR滤波器的不同类型，如巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器。

4. 学生能够明确IIR滤波器的频率响应特性及其与理想滤波器之间的差异。

技能目标：1. 学生能够使用计算机软件（如MATLAB）进行IIR滤波器的设计和仿真。

2. 学生能够通过实验或模拟，分析并评估IIR滤波器的性能，包括幅频响应和相频响应。

3. 学生能够解决实际应用中IIR滤波器的设计问题，如确定合适的滤波器阶数和截止频率。

情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对数字信号处理学科的兴趣，认识到其在现代通信和信号处理领域的重要性。

2. 学生能够通过小组合作完成滤波器设计任务，培养团队协作能力和解决问题的能力。

3. 学生能够通过课程学习，增强对数学工具在工程问题解决中作用的认可，培养科学严谨的态度。

本课程设计旨在结合学生年级特点和知识深度，通过理论与实践相结合的方式，使学生不仅掌握IIR滤波器的基础知识，而且能够在实际应用中灵活运用，从而激发学生的学习兴趣和探究欲望，提高其分析和解决复杂工程问题的能力。

二、教学内容本节教学内容紧密围绕课程目标，结合教材以下章节进行组织：1. 数字信号处理基础概念：回顾数字信号处理的基本原理，重点介绍离散时间信号与系统的基本性质，为理解滤波器设计奠定基础。

2. 滤波器原理与分类：详细讲解滤波器的定义、作用及其分类，特别是无限冲击响应（IIR）滤波器的特点和应用场景。

3. IIR滤波器数学描述：深入分析IIR滤波器的差分方程表示和Z域转移函数，包括极点和零点的概念及其对滤波器性能的影响。

4. IIR滤波器设计方法：系统介绍巴特沃斯、切比雪夫和椭圆等常见IIR滤波器的设计方法和步骤，强调不同类型滤波器的性能特点。

数字滤波器的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字滤波器的概念、分类和工作原理；2. 掌握数字滤波器的设计方法和步骤；3. 学会使用计算机辅助设计软件（如MATLAB）进行数字滤波器的设计与仿真。

技能目标：1. 能够分析给定信号的频率特性，并根据需求选择合适的数字滤波器类型；2. 能够运用所学的数字滤波器设计方法，独立完成简单数字滤波器的参数计算和结构设计；3. 能够利用计算机辅助设计软件，对所设计的数字滤波器进行性能分析和优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字信号处理技术的兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，强调理论与实践相结合；3. 培养学生团队协作意识，提高沟通与表达能力。

课程性质：本课程为电子信息工程及相关专业高年级的专业课程，旨在帮助学生掌握数字滤波器的基本原理和设计方法，培养实际工程应用能力。

学生特点：学生已具备一定的电子技术和信号处理基础知识，具有较强的学习能力和实践操作能力。

教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论教学与实际应用相结合，强化实践环节，提高学生的实际操作能力和工程素养。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程项目中，达到学以致用的目的。

同时，注重培养学生的团队协作能力和沟通表达能力，提升其综合素质。

二、教学内容1. 数字滤波器概述- 定义、作用和分类- 基本工作原理2. 数字滤波器设计方法- 理论基础：Z变换、傅里叶变换- 设计步骤：需求分析、类型选择、参数计算、结构设计3. 常见数字滤波器设计- 低通滤波器- 高通滤波器- 带通滤波器- 带阻滤波器4. 计算机辅助设计软件应用- MATLAB滤波器设计工具箱介绍- 使用MATLAB进行数字滤波器设计与仿真5. 数字滤波器性能分析- 频率特性分析- 幅频特性与相频特性- 群延迟特性6. 实践项目与案例分析- 设计实例：基于实际需求的数字滤波器设计- 性能分析：对设计结果进行性能评估与优化教学内容安排与进度：1. 数字滤波器概述（2课时）2. 数字滤波器设计方法（4课时）3. 常见数字滤波器设计（4课时）4. 计算机辅助设计软件应用（2课时）5. 数字滤波器性能分析（2课时）6. 实践项目与案例分析（4课时）教材关联章节：1. 数字滤波器概述：《数字信号处理》第一章2. 数字滤波器设计方法：《数字信号处理》第三章3. 常见数字滤波器设计：《数字信号处理》第四章4. 计算机辅助设计软件应用：《MATLAB数字信号处理》第二章5. 数字滤波器性能分析：《数字信号处理》第五章三、教学方法1. 讲授法：- 在数字滤波器概述、设计方法及性能分析等理论部分，采用讲授法进行教学，系统地传授相关知识；- 结合多媒体课件，以图文并茂的形式，生动形象地展示滤波器的工作原理和设计步骤。

数字信号及MATLAB实现课程设计报告数字滤波器的设计学院：电气学院班级：姓名：学号：指导老师：2014年1月《数字信号处理及MA TLAB实现》课程设计目录目录 (1)第一章绪论 (2)1.1.1 数字滤波器的优越性 (2)1.1.2 数字滤波器的实现方法 (3)1.1.3主要研究内容 (4)第二章摘要 (5)第三章报告正文 (6)第一节 IIR滤波器的设计 (6)3.1.1流程框图 (6)3.1.2 设计步骤 (6)3.1.3 IIR数字滤波器的设计方法 (7)3.1.4 MATLAB程序 (9)3.1.5 运行结果及分析： (10)第二节 matlab FDATool界面数字滤波器设计 (11)3.2.1 Faldstool (11)3.2.2 用Fdatool进行带通滤波器设计 (13)第三节系统对象滤波器设计 (15)3.3.1设定系统的仿真对象 (15)3.3.2系统对象滤波器设计方法 (15)3.3.3 MATLAB程序仿真设计 (15)第四章总结 (21)参考文献 (22)第一章绪论1.1.1 数字滤波器的优越性数字信号处理由于具有精度高、灵活性强等优点，已广泛应用于图像处理、数字通信、雷达等领域。

数字滤波技术在数字信号处理中占有极其重要的地位，数字滤波器根据其单位脉冲响应可分为IIR（无限长冲激响应滤波器）和FIR（有限长冲激响应滤波器）两类。

IIR滤波器可以用较少的阶数获得很高的选择特性，但在有限精度的运算中，可能出现不稳定现象，而且相位特性不好控制。

数字滤波器本质上是一个完成特定运算的数字计算过程，也可以理解为是一台计算机。

数字滤波器又分为无限冲激响应滤波器(IIR)和有限冲激响应滤波器(FIR)。

FIR滤波器具有不含反馈环路、结构简单以及可以实现的严格线性相位等优点，因而在对相位要求比较严格的条件下，采用FIR数字滤波器。

同时，由于在许多场合下，需要对信号进行实时处理，因而对于单片机的性能要求也越来越高。

燕山大学课程设计说明书题目：用双线性变换法设计IIR滤波器学院（系）：电气工程学院年级专业： 07级仪表2班学号： 0701********学生姓名：古悦指导教师：谢平林洪斌教师职称：教授讲师燕山大学课程设计（论文）任务书说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。

年月日燕山大学课程设计评审意见表目录一、摘要 (3)二、设计思想 (3)2.1 IIR数字滤波器设计思路 (3)2.2设计IIR数字滤波器的两种方法 (4)2.3双线性变换法的基本原理 (5)2.4用双线性变换法设计IIR数字滤波器的步骤 (6)三、程序源代码和运行结果 (6)3.1低通滤波器 (6)3.2高通滤波器 (9)3.3带通滤波器 (12)3.4带阻滤波器 (14)四、网络结构图 (17)五、心得体会 (19)参考文献 (19)一、摘要数字滤波器是具有一定传输选择特性的数字信号处理装置,其输入、输出均为数字信号,实质上是一个由有限精度算法实现的线性时不变离散系统。

它的基本工作原理是利用离散系统特性对系统输入信号进行加工和变换,改变输入序列的频谱或信号波形,让有用频率的信号分量通过,抑制无用的信号分量输出。

数字滤波器和模拟滤波器有着相同的滤波概念,根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通、带阻等类型,与模拟滤波器相比,数字滤波器除了具有数字信号处理的固有优点外,还有滤波精度高(与系统字长有关)、稳定性好(仅运行在0与l两个电平状态)、灵活性强等优点。

数字滤波器按单位脉冲响应的性质可分为无限长单位脉冲响应滤波器IIR和有限长单位脉冲响应滤波器(FIR)两种。

本文介绍IIR 数字滤波器的设计。

二、设计思想2.1 IIR数字滤波器设计思路IIR 数字滤波器可用一个n阶差分方程表示y(n)=Σb r x(n-r)+Σa k y(n-k)或用它的Z域系统函数:对照模拟滤波器的传递函数:不难看出,数字滤波器与模拟滤波器的设计思路相仿,其设计实质也是寻找一组系数{b,a},去逼近所要求的频率响应,使其在性能上满足预定的技术要求;不同的是模拟滤波器的设计是在S平面上用数学逼近法去寻找近似的所需特性H(S),而数字滤波器则是在Z平面寻找合适的H(z)。

数字滤波器课程设计
数字滤波器是数字信号处理中的重要组成部分，能够对信号进行处理和优化，常被应用在通信系统、音频处理、图像处理等领域。

数字滤波器课程设计是培养学生对数字信号处理的理解和实际操作能力的重要一环。

在进行数字滤波器课程设计时，首先需要学生具备数字信号处理的基础知识，包括采样定理、离散傅立叶变换等内容。

同时，学生需要了解数字滤波器的分类和原理，包括FIR（有限脉冲响应）滤波器和IIR（无限脉冲响应）滤波器的区别与特点。

在课程设计的过程中，可以引导学生通过MATLAB等工具进行数字滤波器的设计和仿真。

例如，可以让学生设计一个低通滤波器，实现对音频信号的降噪处理。

通过调整滤波器的参数，学生可以观察不同滤波器设计对信号频谱的影响，进而加深对数字滤波器原理的理解。

此外，数字滤波器课程设计也可以结合实际应用场景进行，比如音频均衡器的设计。

学生可以设计一个数字均衡器，调整不同频段的增益，实现对音频信号频谱的调整。

通过这样的设计，学生不仅能够掌握数字滤波器的设计方法，还能够将所学知识应用到实际项目中，提升实践能力。

在数字滤波器课程设计的过程中，还可以引导学生进行小组合作，共同完成一个数字滤波器项目。

通过分工合作，可以让学生在实践中体会团队协作的重要性，培养他们解决问题的能力和创新思维。

总的来说，数字滤波器课程设计是培养学生数字信号处理能力的重要环节，通过理论学习与实践结合，学生不仅可以掌握数字滤波器的原理和设计方法，还能够将所学知识运用到实际项目中，提升综合能力和创新意识。

希望通过这样的课程设计，能够为学生的专业发展和科研能力提升提供有力支持。

1。

摘要在数字信号处理中,数字滤波器是一种被广泛使用的信号处理部件。

数字滤波器的设计是数字信号处理技术的基础，也是DSP芯片的重要组成部分。

滤波器性能的好坏直接影响着DSP的运行速度和精度，对现代电子技术的发展起决定性作用。

本文针对有限长冲激响应(FIR)数字滤波器的原理,讨论了窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器的基本思路,介绍了用MATLA中数字滤波器设计与分析工具（FDATool）来设计FIR带阻滤波器的方法及在DSP上的实现。

并应用DSP 集成开发环境——CCS实现了达到目标要求的滤波器的设计和仿真。

关键词：FIR，数字滤波器，DSP1.设计内容1.1设计背景数字滤波是数字信号处理的基本方法。

数字滤波与模拟滤波相比有很多优点，它除了可避免模拟滤波器固有的电压漂移、温度漂移和噪声等问题外，还能满足滤波器对幅度和相位的严格要求。

DSP（数字信号处理器）与一般的微处理器相比有很大的区别，它所特有的系统结构、指令集合、数据流程方式为解决复杂的数字信号处理问题提供了便利，本文选用TMS320C54X作为DSP处理芯片，通过对其编程来实现数字滤波器。

对数字滤波器而言,从实现方法上,有有限长冲激响应（FIR）滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器之分。

由于FIR滤波器只有零点,因此这一类系统不像IIR系统那样易取得比较好的通带与阻带衰减特性。

但是FIR系统有自己突出的优点:①系统总是稳定的;②易实现线性相位;③允许设计多通带(阻带)滤波器。

其中后两项是IIR系统不易实现的。

1.2设计要求及技术指标1.2．1 设计要求：已知x1(n)=sin(2*pi*f11*n*T);x2(n)=0.7*sin(2*pi*f12*n*T) x3(n)=0.5*sin(2*pi*f13*n*T);x(n) = x1(n)+ x2(n)+ x3(n)其中：f11=500Hz; f12=2000Hz; f13=4000Hz; fs=10000Hz要求设计一个基于DSP的FIR高通滤波器，把f11和f12滤掉，保留f13。

数字滤波器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字滤波器的概念、分类及基本原理；2. 掌握数字滤波器的数学描述和频率特性分析；3. 学会设计不同类型的数字滤波器，并了解其应用领域。

技能目标：1. 能够运用所学知识分析数字滤波器的性能，并进行合理选择；2. 掌握使用计算机辅助设计软件（如MATLAB）进行数字滤波器设计与仿真；3. 能够独立完成数字滤波器的搭建和调试，提高实践操作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字信号处理领域的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的团队协作意识，培养沟通与交流能力；3. 提高学生的创新意识，培养解决实际问题的能力。

课程性质：本课程为电子信息类专业高年级的专业课程，旨在使学生掌握数字滤波器的基本原理、设计方法及其在实际应用中的使用。

学生特点：学生具备一定的模拟电子技术、数字电路和信号处理基础知识，具有一定的自学能力和实践操作能力。

教学要求：结合课程性质和学生特点，本课程要求学生通过理论学习和实践操作，将所学知识应用于实际问题，培养具备创新意识和实践能力的优秀人才。

通过分解课程目标，教师可针对性地进行教学设计和评估，确保学生达到预期学习成果。

二、教学内容1. 数字滤波器概述- 滤波器的作用与分类- 数字滤波器与模拟滤波器的区别2. 数字滤波器原理- 数字信号处理基础- 数字滤波器的数学描述- 数字滤波器的频率特性分析3. 数字滤波器设计方法- 窗函数设计法- 最小二乘设计法- 切比雪夫设计法- 模拟滤波器原型设计法4. 数字滤波器的实现与应用- 数字滤波器的FPGA实现- 数字滤波器的DSP实现- 数字滤波器在通信、语音处理等领域的应用5. 教学实践- 使用MATLAB软件进行数字滤波器设计与仿真- 实际搭建数字滤波器电路，进行调试与分析教材章节及内容安排：第一章：数字滤波器概述（1课时）第二章：数字滤波器原理（4课时）第三章：数字滤波器设计方法（6课时）第四章：数字滤波器的实现与应用（3课时）第五章：教学实践（4课时）进度安排：第一周：第一章、第二章第二周：第三章第三周：第四章、第五章教学内容遵循科学性和系统性原则，结合课程目标进行选择和组织。

数字滤波程序课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握数字滤波程序的基本原理和设计方法，培养学生运用数字信号处理技术解决实际问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解数字滤波器的分类及特点；（2）掌握常见数字滤波算法及其实现；（3）熟悉数字滤波程序的设计流程。

2.技能目标：（1）能够运用编程语言实现数字滤波器；（2）能够针对具体信号选择合适的数字滤波器并进行设计；（3）具备分析数字滤波器性能的能力。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对数字信号处理技术的兴趣；（2）培养学生团队协作、自主探究的学习精神；（3）培养学生关注实际问题，运用所学知识解决实际问题的意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.数字滤波器的基本概念：介绍数字滤波器的定义、分类及其特点；2.数字滤波算法：讲解常见的数字滤波算法，如线性滤波器、非线性滤波器等，并分析其优缺点；3.数字滤波程序设计：介绍数字滤波程序的设计流程，包括需求分析、滤波器选择、算法实现、性能分析等；4.实际应用案例：分析数字滤波器在实际信号处理中的应用，如音频处理、图像处理等。

三、教学方法为实现教学目标，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：用于讲解基本概念、算法和设计方法；2.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生更好地理解数字滤波器的应用；3.实验法：让学生动手实现数字滤波器，提高实际操作能力；4.讨论法：鼓励学生针对具体问题进行探讨，培养团队协作和自主探究精神。

四、教学资源为实现教学目标，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、科学的学习资料；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的课件，提高课堂教学效果；4.实验设备：准备计算机、编程环境等实验设备，确保学生能够动手实践。

五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化、全过程的评价方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。

课程设计报告专业班级课程题目学号学生姓名指导教师年月基于MATLAB的IIR数字带通滤波器设计一、数字滤波器数字滤波器是对数字信号实现滤波的线性时不变系统。

数字滤波实质上是一种运算过程，实现对信号的运算处理。

输入数字信号（数字序列）通过特定的运算转变为输出的数字序列，因此，数字滤波器本质上是一个完成特定运算的数字计算过程，也可以理解为是一台计算机。

描述离散系统输出和输入关系的卷积和差分方程只是给数字信号滤波器提供运算规则，使其按照这个规则完成对输入数据的处理。

时域离散系统的频域特性:,其中、分别是数字滤波器的输出序列和输入序列的频域特性（或称为频谱特性）,是数字滤波器的单位取样响应的频谱，又称为数字滤波器的频域响应。

输入序列的频谱经过滤波后,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，使得滤波后的满足设计的要求，这就是数字滤波器的滤波原理。

数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即无限长冲激响应(IIR)数字滤波器和有限长冲激响应(FIR)数字滤波器。

IIR 数字滤波器的特征是，具有无限持续时间冲激响应，需要用递归模型 来实现，其差分方程为： 系统函数为：设计IIR 滤波器的任务就是寻求一个物理上可实现的系统函数H(z)，使其频率响应H(z)满足所希望得到的频域指标，即符合给定的通带截止频率、阻带截止频率、通带衰减系数和阻带衰减系数。

二、IIR 数字滤波器设计方法IIR 数字滤波器是一种离散时间系统，其系统函数为假设M ≤N ，当M ＞N 时,系统函数可以看作一个IIR 的子系统和一个(M-N)的FIR 子系统的级联。

IIR 数字滤波器的设计实际上是求解滤波器的系数和 ，它是数学上的一种逼近问题，即在规定意义上（通常采用最小均方误差准则）去逼近系统的特性。

如果在S 平面上去逼近，就得到模拟滤波器；如果在z 平面上去逼近，就得到数字滤波器。

1.用脉冲相应不变法设计IIR 数字滤波器利用模拟滤波器来设计数字滤波器，也就是使数字滤波器能模仿模拟滤波器的特性，这种模仿可以从不同的角度出发。

iir数字滤波器设计 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解IIR数字滤波器的基本原理与数学模型；2. 掌握IIR数字滤波器的不同设计方法，如脉冲响应不变法和双线性变换法；3. 学会分析IIR数字滤波器的频率特性及其对信号处理的影响；4. 熟悉运用相关的计算机辅助设计工具进行IIR滤波器的仿真与测试。

技能目标：1. 能够运用所学知识独立设计满足特定要求的IIR数字滤波器；2. 能够运用计算机辅助设计工具对IIR滤波器进行仿真，验证其性能；3. 能够分析实际信号处理问题，选择合适的IIR滤波器进行应用。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对于数字信号处理学科的兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性与实验结果的可靠性；3. 培养学生的团队协作意识，通过小组讨论与分享，共同提高解决问题的能力。

课程性质分析：本课程为电子信息工程专业高年级课程，涉及理论知识与实践应用，强调学生的实际操作能力。

学生特点分析：学生具备一定的数字信号处理基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。

教学要求：结合理论教学与实践操作，注重培养学生的实际应用能力和创新精神，提高课程目标的达成度。

通过对课程目标的分解与教学过程中的不断评估，确保学生能够达到预定的学习成果。

二、教学内容1. IIR数字滤波器基本原理：包括IIR滤波器的定义、分类及其数学模型，重点讲解z变换在IIR滤波器设计中的应用。

相关教材章节：第3章“数字滤波器的基本概念”，第4章“无限脉冲响应数字滤波器”。

2. IIR数字滤波器设计方法：详细介绍脉冲响应不变法、双线性变换法等设计方法，分析各种方法的优缺点及适用场合。

相关教材章节：第5章“脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器”，第6章“双线性变换法设计IIR数字滤波器”。

3. IIR数字滤波器频率特性分析：讲解IIR滤波器的频率响应特性，分析其对信号的处理效果。

相关教材章节：第7章“数字滤波器的频率特性分析”。

FIR数字滤波器课程设计报告数字滤波器是一种通过数字信号处理来实现滤波的设备，主要用于去除信号中的噪声或不需要的频率成分。

在本次课程设计中，我们将设计一个FIR（有限冲激响应）数字滤波器，用于对输入信号进行滤波处理。

一、设计目标设计一个离散时间FIR数字滤波器，具有以下特点：1.滤波器类型：低通滤波器2.滤波器阶数：10阶3.截止频率：2kHz4.采样频率：4kHz二、设计步骤1.确定滤波器系数：根据滤波器类型、阶数和截止频率，利用滤波器设计工具进行计算，得到滤波器的系数。

2.实现滤波器：将滤波器系数作为滤波器的输入，通过算法实现滤波器的功能。

3.验证滤波器性能：使用信号发生器生成一组测试信号，将其输入到滤波器中，并通过示波器观察滤波后的信号波形。

三、滤波器系数计算1.选择滤波器类型为低通滤波器，即希望通过滤波器的信号为低频信号，而将高频信号滤除。

2.选择滤波器阶数为10阶，即滤波器具有10个延迟单元。

3.选择截止频率为2kHz，即希望2kHz以下的信号通过滤波器，2kHz以上的信号被滤除。

四、滤波器实现采用直接型FIR滤波器结构来实现该低通滤波器。

具体算法如下：1.输入信号x(n)和滤波器系数h(n)，其中n表示时刻。

2.延时单元：将输入信号每次延迟一个单位，即x(n)→x(n-1)。

3.权重系数：将延时后的信号与对应的滤波器系数相乘得到权重系数，即a(n)=x(n-1)×h(n)。

4.累加求和：将所有的权重系数相加求和得到输出信号，即y(n)=∑a(n)。

五、滤波器性能验证使用信号发生器产生频率为1kHz，幅度为1V的正弦波信号作为输入信号，将其输入到滤波器中，并通过示波器观察滤波后的信号波形。

同时，使用频谱分析仪观察滤波前后信号的频谱图，并比较滤波效果。

六、总结与改进通过本次课程设计，我们成功设计并实现了一个FIR数字滤波器。

滤波器具有低通特性，能够有效滤除高频信号，保留低频信号。

吉林建筑大学电气与电子信息工程学院数字信号处理课程设计报告设计题目： FIR数字滤波器的设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：目录一、设计目的 (3)二、设计内容 (3)三、设计原理 (3)3.1 数字低通滤波器的设计原理 (3)3.1.1 数字滤波器的定义和分类 (3)3.1.2 数字滤波器的优点 (3)3.1.3 FIR滤波器基本原理 (4)3.2变换方法的原理 (7)四、设计步骤 (8)五、数字低通滤波器MATLAB编程及幅频特性曲线 (9)5.1 MATLAB语言编程 (9)5.2 幅频特性曲线 (10)六、总结 (11)七、参考文献 (13)一、设计目的课程设计是理论学习的延伸，是掌握所学知识的一种重要手段，对于贯彻理论联系实际、提高学习质量、塑造自身能力等于有特殊作用。

本次课程设计一方面通过MATLAB 仿真设计内容，使我们加深对理论知识的理解，同时增强其逻辑思维能力，另一方面对课堂所学理论知识作一个总结和补充二、设计内容(1)设计一线性相位FIR 数字低通滤波器，截止频率，过渡带宽度 ,阻带衰减dB A s 30>。

(2)设计一线性相位FIR 数字低通滤波器，截止频率，过渡带宽度，阻带衰减dB A s 50>。

三、设计原理3.1数字低通滤波器的设计原理3.1.1 数字滤波器的定义和分类数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的，用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统，其输入是一组数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。

因此，数字滤波器本身既可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用的数字计算机，也可以将所需要的运算编成程序，让通用计算机来执行。

从数字滤波器的单位冲击响应来看，可以分为两大类:有限冲击响应(FIR)数字滤波器和无限冲击响应(IIR)数字滤波器。

滤波器按功能上分可以分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BSF) [4]。

摘要：数字滤波，是数字信号处理的基本核心内容之一，占有极重要的地位。

它通过对采样数据信号进行数学运算处理来达到频域滤波目的，是图像处理、语音处理、模式识别、通信、软件无线电、谱分析等应用中的一个基本处理算法。

与模拟滤波器相比，数字滤波器不用考虑器件的噪声、电压漂移、温度漂移等问题，可以容易的实现不同幅度和相位频率等特性指标，能够处理低频信号，频率响应特性可做成非常接近于理想的特性，且精度可以达到很高，容易集成等，这些优势决定了数字滤波器的应用很受欢迎。

现在通过DSP 编程并结合TI 公司的数字信号处理器TMs320VC5402设计了一款稳定度高，低功耗的IIR 数字滤波器系统，并完成了软硬调试工作。

关键字：数字滤波器，DSP ，IIR ，低功耗 ，稳定Abstract ：Digital filtering of digital signal processing, is one of the basic core contents, occupies an importantposition. It through sampling data signals of mathematical operation treatment to achieve the frequency domain filtering purposes, image processing, audio processing, pattern recognition, communications, software radio, spectral analysis of applications such as a fundamental algorithms. Compared with simulation filter, digital filters need not consider device of noise, voltage drift, temperature drift, can easily achieve different amplitude and phase frequency characteristic indices, able to handle such low frequency signal, frequency response characteristics but make it very close to ideal characteristics, and the precision can reach high, easy integration etc, these advantages determines the application of digital filter is very popular. Now through DSP programming and combined with TI company's digital signal processor TMs320VC5402 design in a high degree of stability, low power consumption, IIR digital filter system and completed soft debugging.Keywords: Digital filters, DSP , IIR, low power consumption, stable一、IIR 数字滤波器的理论分析从IIR 数字滤波器的实现来看，有直接型、级联型、并联型和格型等基本网络结构。

IIR数字滤波器课程设计IIR数字带通滤波器设计一、设计内容1、设计任务：运用双线性变换法基于MATLAB设计一个IIR带通滤波器。

2、设计要求：其中带通的中心频率为ωp0=0.5π，;通带截止频率ωp1=0.4π,ωp2=0.6π;通带最大衰减αp=3dB;阻带最小衰减αs=15dB;阻带截止频率ωs2=0.7π。

3、设计分析：数字滤波器是对数字信号实现滤波的线性时不变系统。

数字滤波实质上是一种运算过程，实现对信号的运算处理。

输入数字信号（数字序列）经过特定的运算转变为输出的数字序列，因此，数字滤波器本质上是一个完成特定运算的数字计算过程，也能够理解为是一台计算机。

描述离散系统输出与输入关系的卷积和差分方程只是给数字信号滤波器提供运算规则，使其按照这个规则完成对输入数据的处理。

时域离散系统的频域特性:其中、分别是数字滤波器的输出序列和输入序列的频域特性（或称为频谱特性）,是数字滤波器的单位取样响应的频谱，又称为数字滤波器的频域响应。

输入序列的频谱经过滤波后,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，使得滤波后的满足设计的要求，这就是数字滤波器的滤波原理。

数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即无限长冲激响应(IIR)数字滤波器和有限长冲激响应(FIR)数字滤波器。

IIR 数字滤波器的特征是，具有无限持续时间冲激响应，需要用递归模型来实现，其差分方程为：系统函数为：设计IIR滤波器的任务就是寻求一个物理上可实现的系统函数H(z)，使其频率响应H(z)满足所希望得到的频域指标，即符合给定的通带截止频率、阻带截止频率、通带衰减系数和阻带衰减系数。

二、设计方法1、设计步骤：1)根据任务,确定性能指标:在设计带通滤波器之前，首先根据工程实际的需要确定滤波器的技术指标:带通滤波器的阻带边界频率关于中心频率ωp0几何对称，因此ws1=wp0- (ws2-wp0)=0.3π通带截止频率wc1=0.4π,wc2=0.6π；阻带截止频率wr1=0.3π，wr2=0.7π；阻带最小衰减αs=3dB和通带最大衰减αp=15dB；2)用Ω=2/T*tan(w/2)对带通数字滤波器H(z)的数字边界频率预畸变，得到带通模拟滤波器H(s)的边界频率主要是通带截止频率ωp1,ωp2；阻带截止频率ωs1，ωs2的转换。

摘要本文阐述了数字滤波器的特点和设计方法，对FIR和IIR滤波器进行了比较，对数字滤波器的应用范围、应用前景和发展历程作了详细的说明。

介绍了利用MATLAB设计FIR滤波器的各种方法(包含窗函数设计法、频率样本设计法、等波动法和最小二乘法)以及如何用MATLAB 中的滤波器设计工具fdatool设计各种类型的滤波器。

设计中通过MATLAB/SIMULINK环境中图形化的方式建立数字信号处理的模型进行DSP的设计和仿真验证，将设计的图形文件.mdl直接转换成C语言程序在CCS中运行。

利用MATLAB软件开发产品加速了开发周期，比直接在CCs中编程方便快捷了很多，对于任何复杂功能的DSP系统，只需要进行少量的添加和修改就能完成功能正确的C语言程序设计。

以一个FIR数字带阻滤波器的实现为例设计的电路通过软件进行了验证并进行了环境实验，多次实验证明了电路工作稳定，满足设计要求。

同时验证了FIR数字滤波器的线性相位，从该滤波器的相频响应曲线可以看出，滤波器输入和输出波形只有时间上的延迟，没有波形畸变。

该FIR滤波器的相位响应可为严格的线性，因此它不存在延迟失真，只有固定的时间延迟，适用于图像信号处理、数据传输等以波形携带信息的系统。

关键字数字滤波器MALAB CCS FIR 数字带阻滤波器abstractThis paper describes the characteristics and design methods of digital filter, the FIR and IIR filter are compared, the application of digital filter, the application prospects and development process are described in detail. Introduces the use matlab to design FIR filters of various methods (including window function design method, frequency sampling design method, such as wave method and the least square method) and how to using MATLAB filter design tools FDATool design of various types of filter Software design by Matlab / Simulink graphical way to establish model of digital signal processing of DSP design and simulation verification, the design of graphics file. MDL directly converted into C language program running in CCS. Using MATLAB software product development accelerate the development cycle, than directly in the CCS programming is much more convenience, for any complex function of DSP system, only need a small amount of additions and modifications will be able to complete the proper function of C language program design.Taking a FIR digital band stop filter as an example, the design of the circuit is verified by the software and the environment experiment is carried out, which proves that the circuit works stably and meets the design requirements. At the same time, the linear phase of FIR digital filter is verified, and the phase frequency response curve of the filter canbe seen that the input and output waveform of the filter is only a time delay, and there is no waveform distortion. The phase response of the FIR filter can be strictly linear, so it does not have delay distortion, only a fixed time delay, it is suitable for image signal processing, data transmission and so on.Keywords：digital filter CCS FIR MALABdigital band stop filter一. 绪论1.1设计背景在信号处理中，滤波占有十分重要的地位。