毕业设计(论文)-基于MATLAB做巴特沃斯低通滤波器
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分类号 编号
烟 台 大 学
毕 业 论 文
基于MATLAB设计巴特沃斯低通滤波器
The Design of Butterworth Low-passing Filter Based on MATLAB
申请学位：
院 系：
专 业：
姓 名：
学 号：
指导老师：
2011年 05 月 26日
烟台大学
基于MATLAB
设计巴特沃斯低通滤波器
姓 名：
导 师：
2011年05月26日
烟台大学
烟台大学毕业论文任务书
院（系）：光电信息科学技术学院
姓名 学号 毕业届别 专业
毕业论文（设计）题目 基于MATLAB设计巴特沃斯低通滤波器
指导教师 学历 职称 所学专业
主要内容:
本文重点研究怎样通过MATLAB来模拟出巴特沃斯低通滤波器。讨论巴特沃斯低通滤波器在实际中的一些应用，提出了巴特沃斯低通滤波器的优点。
基本要求:
着重培养解决实际问题的能力及初步的理论研究能力；查阅文献资料、调查收集信息的能力；独立思考，认真钻研，提出方案并论证方案的能力；设计、计算、绘图能力；调整与测试的能力，包括实验数据分析与处理的能力；外文阅读、计算机应用能力；撰写实验报告、设计说明书、技术总结和论文的能力；语言表达、思辨能力。
参考文献:
1 李亚奇.基于时分复用的CSD编码FIR数字滤波器设计.天津大学出版社, 2006
2冀伟.虚拟仪器及数据库在起落架测试系统中的应用.西北工业大学出版社, 2006
进度安排：
5-6周：查找、阅读、翻译文献。 6-7周：素材加工及系统分析。
7-8周：撰写论文大纲。 8-10周：撰写论文。
10-11周：论文修改完善。 11-13周：定稿，打印论文，准备答辩。
指导教师（签字）：
年 月 日
院（系）意见：
教学院长（主任）（签字）：
年 月 日
备注：
[摘要] 滤波器设计是数字信号处理的重要内容。在MATLAB软件中有丰富的滤波器设计的相关命令，掌握相关的方法后可以提高我们的工作效率。首先对巴特沃斯低通滤波器的特性进行研究，然后用MATLAB信号处理工具箱提供的函数设计出巴特沃斯低通滤波器模型，并对具体实例进行分析，使得巴特沃斯滤波器的设计更加快捷、直观、简单。
[关键词]巴特沃斯低通滤波器； MATLAB仿真；
[Abstract] First，analyse the characteristics of Butterworth low-pass filter, second use MATLAB
signal processing toolbox design the mode of Butterworth low - pass filter ，to study it though an
explme. The method makes the design of Butterw orth filter quicklier ,more intuitively,and simp
-lier.
[Keywords] Butterworth low-pass filter; MATLAB simulation;
目 录
1 绪 论 ................................................................... 1
1.1 引言 ................................................................ 1
1.2 数字滤波器的设计原理 .............................................. 1
1.3 数字滤波器的应用 ................................................... 2
1.4 MATLAB的介绍 ....................................................... 3
1.5 本文的工作及安排 ................................................... 3
2 滤波器分类及比较 ......................................................... 5
2．1 滤波器的设计原理 ................................................... 5
2.2 滤波器分类 ........................................................ 5
2.3四种类型模拟滤波器的比较 ............................................. 9
3巴特沃斯低通滤波器 ....................................................... 11
3.1巴特沃斯低通滤波器的设计原理 ........................................ 11
4 MATLAB仿真及分析 ....................................................... 15
4.1 MATLAB工具箱函数 .................................................. 15
4.2 巴特沃斯低通滤波器的MATLAB仿真 .................................. 15
5 结论与展望 .............................................................. 19
5.1 总 结 ............................................................ 19
5.2 展 望 ............................................................ 19
致 谢 ..................................................................... 20
参考文献 ................................................................... 21 烟台大学毕业论文（设计）
15 1 绪论
1.1 引言
凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。
滤波器在如今的电信设备和各类控制系统里面应用范围最广、技术最为复杂，滤波器的好坏直接决定着产品的优劣。自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向。使以数字滤波器为主的各种滤波器得到了飞速的发展，到70年代后期，数字滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。80年代，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对数字滤波器本身的研究仍在不断进行。[1]
滤波器主要分成经典滤波器和数字滤波器两类。从滤波特性上来看，经典滤波器大致分为低通、高通、带通和带阻等。本文主要对低通数字滤波器做主要研究。
1.2 数字滤波器的设计原理
所谓数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号，通过数值运算处理改变输入信号所含频率成分的相对比例，或者滤除某些频率成分的数字器件或程序。因此，数字滤波器的概念和模拟滤波相同，只是信号的形式和现实滤波方法不同。正因为数字滤波器通过数值运算实现实现滤波，所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活、不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。如果要处理的是模拟信号，可以通过A/DC和D/AC，在信号形式上进行匹配转换，同样可以使用数字滤波器对模拟信号进行滤波。[2]
大多数的数字滤波器都归类于选频滤波器,其频率响应函数）（jeH如下：
）（）（）（jjjeeHeH （1.1）
式中，）（jeH称为幅频特性函数；称为相频特性函数。幅频特性反应的是信号从此滤波器通过后各个频率成分的振幅衰减情况，相频特性表示的是经过滤波器之后各个频率成分在时间上的延时情况。因此，即使两个滤波器幅频特性相同，而相频特性不同，对相同的输入，滤波器输出的信号波形也是不一样的。通常情况下幅频特性决定了选频滤波器的技术要求，因为巴特沃斯低通滤波器具有固定的相频特性，所以设计时对相频特性基本没有要求。
