滤波器设计教材

数字信号处理的书籍数字信号处理是研究如何对离散时间信号进行采样、量化、变换、编码、滤波和重构等操作的一门学科。

在数字信号处理的领域中，有一些经典的书籍被广泛推荐为学习和参考资料。

下面是关于数字信号处理的一些相关的参考书籍。

1.《数字信号处理（第四版）》作者：约翰・G・普罗阿基斯，达邓纳·曼奇潘迪这本教材是经典的数字信号处理教材之一，已经出版了多个版本。

该书以简明的方式介绍了数字信号处理的基本概念、技术和应用。

读者可以学习到数字信号的离散时间表示、线性时不变系统的分析和设计、离散时间系统的频率空间分析等内容。

2.《数字信号处理（第三版）》作者：泽托鲁尼曼纳洛，马尔埃塔鲁盖切尔这本书是另外一本经典的数字信号处理教材，也是教授数字信号处理课程的常用教材之一。

该书详细介绍了数字信号处理的基本原理和方法，包括离散时间信号和系统、离散傅里叶变换、滤波器设计等内容。

此外，该书还包含一些实例和习题，帮助读者更好地理解和应用所学知识。

3.《数字信号处理和模型》作者：严蔚敏，吴伟民这本书是国内较常用的一本数字信号处理教材。

该书全面介绍了数字信号处理的基本概念、方法和技术，包括离散时间信号和系统、傅里叶分析和频谱分析、数字滤波器的设计与实现等内容。

此外，书中还介绍了DSP芯片的基本结构和应用。

4.《数字信号处理原理、算法与实现》作者：刘庆全这本书主要介绍了数字信号处理的基本概念和原理，包括离散时间信号与系统、离散时间傅里叶变换和滤波器等内容。

此外，该书还介绍了数字信号处理的算法和实现方法，包括数字信号处理器的软硬件实现和实用算法的设计等。

5.《数字信号处理》作者：林文勇，黄文勇这本书详细介绍了数字信号处理的基本概念、原理和方法，包括离散信号与系统、离散傅里叶变换、数字滤波器的设计与实现等内容。

此外，该书还介绍了一些常见的数字信号处理应用，如音频、视频信号处理和通信系统等。

以上提及的书籍是关于数字信号处理的经典参考书籍，它们都涵盖了数字信号处理的基本理论和方法，并且提供了实际应用的案例和习题，适合于学习和研究数字信号处理的读者使用。

《数字信号处理》教学大纲课程编码：英文名称：Digital Signal Processing学分/学时：3/48适用专业：光电信息科学与工程开课院系：先修课程：数电、模电、应用工程数学；后续课程：一、课程目标目标1：了解采样定理、离散序列的变换方法，熟悉离散信号的特性，掌握其分析方法。

能够绘制离散系统的传递函数、频率响应曲线，进行离散系统的传递函数与信号流图的分析转换。

目标2：掌握Z变换、离散信号的傅里叶变换理论与分析，熟悉快速傅里叶变换方法的原理与应用范围。

目标3：掌握数字滤波器的设计理论和方法，能够按照要求的参数指标，进行FIR、IIR两种不同类型滤波器的设计分析。

二、课程内容（一）数字信号与系统模块的基本要求和基本内容（6课时）1.1数字信号处理的基本概念、方法与特点；（2 学时）1.2时域离散信号与系统、输入输出描述法——线性常系数差分方程；（2 学时）1.3模拟信号数字处理方法。

（2 学时）（二）数字变换模块的基本要求和基本内容（24课时）2.1 Z变换与离散傅里叶变换（2 学时）2.2序列的Z变换及与傅里叶变换的定义及性质；（4 学时）2.3周期序列的Z变换与离散傅里叶级数及傅里叶变换表示式；时域离散信号的傅里叶变换与模拟信号傅里叶变换之间的关系；（4 学时）2.4利用Z变换分析信号和系统的频域特性。

（4 学时）2.5离散傅里叶级数（DFS）的定义与性质；抽样Z变换-频率域采样；（4 学时）2.6计算DFT的问题及改进的途径:基2 FFT算法与进一步减少运算量的措施；（4 学时）2.7离散傅里叶反变换（IDFT）的快速方法（2 学时）（三）数字滤波器模块的基本要求和基本内容（18课时）3.1数字滤波器的基本概念、基本结构；（2 学时）3.2 FIR数字滤波器的基本结构；数字滤波器的格形结构（4 学时）3.3数字滤波器的基本概念、原理与结构；（1 学时）3.4用脉冲响应不变法、冲激响应法设计IIR数字滤波器；（2 学时）3.5用双线性变换法设计IIR数字滤波器；（2 学时）3.6数字高通、带通和带阻滤波器的设计；（1 学时）3.7线性相位FIR数字滤波器的条件和特点；（2 学时）3.8利用窗函数法设计FIR滤波器；（2 学时）3.9IIR数字滤波器的直接设计方法。

数字信号处理国外教材数字信号处理在现代通信和信号处理领域中具有重要的应用。

它是一种处理离散和连续时间信号的技术，广泛应用于语音识别、图像处理、无线通信等领域。

目前，很多国外教材提供了深入学习数字信号处理的机会，下面将介绍一些著名的数字信号处理教材。

首先是《数字信号处理》（Digital Signal Processing）这本由Alan V. Oppenheim和Ronald W. Schafer合著的教材。

该教材是数字信号处理领域的经典教材之一，已经出版了多个版本。

该教材详细介绍了数字信号的数学表示，以及数字滤波器设计、离散傅立叶变换等相关内容。

这本教材以其清晰的语言和深入的内容而备受推崇，被广泛用作数字信号处理的教学参考书。

另一本知名的教材是《信号与系统》（Signals and Systems），由Alan V. Oppenheim、Alan S. Willsky和S. Hamid Nawab合著。

这本教材旨在介绍信号与系统的基本概念，为学习数字信号处理提供了坚实的基础。

该书详细讨论了线性时不变系统、离散时间信号与系统以及傅立叶变换等内容。

这本教材强调了数学的严谨性，并提供了大量的案例和习题用于实践。

此外，《数字信号处理和系统》（Digital Signal Processing and Systems）是由Ramesh Babu合著的教材。

这本教材以其覆盖面广、内容深入的特点而受到赞誉。

教材主要涵盖了信号处理的基本概念、线性时不变系统、离散傅立叶变换以及数字滤波器等重要内容。

该教材还提供了实际应用的示例，以帮助读者加深对数字信号处理的理解。

此外，《数字信号处理实验室：实验与应用》（Digital Signal Processing Laboratory: LabVIEW-Based FPGA Implementation）是由Nasser Kehtarnavaz和Mohammad Reza Sadeghizadeh合著的一本特殊教材。

dsp的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字信号处理（DSP）的基本概念，掌握其基本原理；2. 掌握DSP系统的数学模型和基本算法；3. 了解DSP技术在现实生活中的应用。

技能目标：1. 能够运用数学工具进行DSP相关计算；2. 能够运用编程语言实现简单的DSP算法；3. 能够分析并解决简单的实际问题，运用DSP技术进行优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对DSP技术的兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生严谨、客观的科学态度，提高其分析问题和解决问题的能力；3. 培养学生的团队协作意识，提高其在团队中的沟通能力。

分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：DSP课程具有较强的理论性、实践性和应用性，要求学生具备一定的数学、编程和电路基础知识；2. 学生特点：高中年级学生，具备一定的逻辑思维能力和动手操作能力，对新技术和新知识充满好奇；3. 教学要求：注重理论与实践相结合，以实际问题为引导，激发学生的学习兴趣，提高其分析问题和解决问题的能力。

课程目标分解：1. 知识目标：通过本课程的学习，使学生掌握DSP的基本概念、原理和算法；2. 技能目标：通过实践操作，使学生能够运用数学工具和编程语言实现DSP 算法；3. 情感态度价值观目标：通过团队合作和实际问题解决，培养学生对DSP技术的兴趣，提高其科学素养和团队协作能力。

二、教学内容1. 数字信号处理基本概念：信号的定义、分类及特性；离散时间信号与系统；傅里叶变换及其性质。

2. DSP数学基础：复数运算；欧拉公式；离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）。

3. 数字滤波器设计：滤波器类型；无限长冲击响应（IIR）滤波器和有限长冲击响应（FIR）滤波器设计方法；滤波器的实现与优化。

4. DSP算法实现：快速傅里叶变换（FFT）算法；数字滤波器算法；数字信号处理中的数学优化方法。

5. DSP应用案例分析：语音信号处理；图像信号处理；通信系统中的应用。

1.《射频电路设计--理论与应用》『美』 Reinhold Ludwig 著电子工业出版社个人书评：射频经典著作，建议做RF的人手一本，里面内容比较全面，这本书要反复的看，每读一次都会更深一层理解.随便提一下，关于看射频书籍看不懂的地方怎么办？我提议先看枝干或结论有个大概印象，实在弄不明白就跳过（当然可问身边同事同学或GOOGLE一下），跳过不是不管它了，而是尽量先看完自己能看懂的，看第二遍的时候再重点抓第一次没有看懂的地方，人的思维是不断升华的，知识的也是一个系统体系，有关联的，当你把每一块砖弄明白了，就自然而然推测出金字塔塔顶是怎么架设出来的。

2. 《射频通信电路设计》『中』刘长军著科学技术出版社个人书评：有拼凑之嫌（大量引用书1和《微波晶体管放大电路分析与设计》内容），但还是有可取之处，加上作者的理解，比看外文书（或者翻译本）看起来要通俗易懂，毕竟是中国人口韵。

值得一看，书上有很多归纳性的经验.3．《高频电路设计与制作》『日』市川欲一著科学技术出版社个人书评：本人说实话比较喜欢日本人写书的风格和语言，及其通俗，配上图示，极其深奥的理论看起来明明朗朗，比那些从头到尾只会搬抄公式的某些教授强们多了，本书作者的实践之作，里面都是一些作者的设计作品和设计方法，推荐一看.4. 《LC滤波器设计与制作》『日』森荣二著科学技术出版社个人书评：语言及其通俗易懂，完全没有深奥的理论在里面，入门者看看不错，但是设计方法感觉有点落后，完全手工计算.也感觉内容的太细致，此书一般.5. 《振荡电路设计与应用》『日』稻叶宝著科学技术出版社个人书评：这边书还不错，除了学到振荡电路设计，还学到了很多模拟电路的基础应用，唯一缺点书中的内容涉及频率的都不够高（k级，几M,几十，几百M的振荡器），做有源电路的可以看一下,整体感觉还行.6. 《锁相环电路设计与应用》『日』远坂俊昭著科学技术出版社个人书评：对PLL原理总是搞不太明白的同学可以参考此书，图形图片很多，让人很直观明白，比起其他PLL书只会千篇一律写公式强千倍。

《数字信号处理》课程设计报告设计课题模拟低通巴特沃斯滤波器专业班级姓名学号报告日期2012年11月《数字信号处理》课程设计任务书目录1 课题描述 (1)1.1 报告介绍 (1)2 设计原理 (1)2.1滤波器的分类 (1)2.1 巴特沃斯低通模拟滤波器的设计原理 (1)2.2低通巴特沃斯滤波器的设计步骤如下 (2)2.3 函数说明 (3)2.3.1buttord函数 (3)2.3.2 butter函数 (4)2.4 模拟低通滤波器的性能指标 (5)3 设计内容 (6)3.1 MATLAB简介 (6)3.2 巴特沃斯滤波器的设计步骤 (6)3.3对巴特沃斯模拟低通滤波器的仿真 (6)4 实验结果分析 (8)5 实验心得体会 (8)6.程序清单 (8)7.参考文献 (9)1 课题描述1.1报告介绍模拟滤波器的理论和设计方法已经发展的相当成熟，且有多种典型的滤波器供我们选择，如巴特沃斯（butterworth ）滤波器，切比雪夫（chebyshev ）滤波器，椭圆（ellipse ）滤波器，贝塞尔（bessel ）滤波器等。

这些滤波器都有着严格的设计公式，现成的曲线和图表供设计人员使用，而且所设计的系统函数都满足电路实现条件。

这些典型的滤波器各有特点：巴特沃斯滤波器具有单调下降到幅频特性；切比雪夫滤波器的幅频特性在带通或者阻带有等波纹特性，可以提高选择性；贝塞尔滤波器通带内有较好的线性相位特性；椭圆滤波器的选择性相对前三种是最好的，但通带和阻带内均呈现等波纹幅频特性，相位特性的非线性也稍严重。

设计时，根据具体要求选择滤波器的类型。

2 设计原理2.1 巴特沃斯低通模拟滤波器的设计原理巴特沃斯低通滤波器的幅度平方函数2|)(|Ωj H a 用下式表示： 2|)(|Ωj H a =Nc2)(11ΩΩ+ 公式中，N 称为滤波器的阶数。

在Ω=0时，|Ha （j Ω）|=1;Ω=Ωc 时,|Ha(j Ω)|=1/2，Ωc 是3dB 截止频率。

电路第十版课程设计1. 简介《电路第十版》是美国电气与电子工程师协会推出的一本电路分析与设计教材。

本课程设计基于该教材，旨在帮助学生进一步理解、应用所学电路知识，加深实践能力。

本设计的主要内容包括电路分析、放大器设计和滤波器设计三个部分。

2. 电路分析2.1 课程目标本部分旨在通过实践巩固学生对电路基础知识的掌握，包括电压、电流、电阻、电感、电容等基本概念，以及欧姆定律、基尔霍夫定律等基本原理。

同时，通过熟练掌握电路分析方法，包括节点分析法、网孔分析法、戴维南等效电路方法等，深化学生对电路的理解。

2.2 设计内容选定一组给定电路参数，设计该电路的电压、电流和功率等基本参数，并用电路仿真软件验证结果。

同时，设计并实现一个简易电路，包括搭建电路、分析电路、测量参数等环节。

要求学生能够熟练掌握电路分析方法，并理解电路的基本工作原理。

3. 放大器设计3.1 课程目标本部分旨在让学生了解放大器的基本工作原理，分析放大器的功率、增益、带宽等参数，并通过实践了解常用放大器的性能和特点。

同时，培养学生设计放大器电路的能力和实践能力。

3.2 设计内容选定一款放大器芯片，设计并实现一个放大器电路，包括搭建电路、测试电路参数、调整放大器性能等环节。

要求学生能够熟练掌握放大器的基本工作原理，并理解常用放大器的性能和特点，能够设计实现一个符合要求的放大器电路。

4. 滤波器设计4.1 课程目标本部分旨在让学生了解滤波器的基本工作原理，分析滤波器的带宽、通带、阻带等参数，并通过实践了解常用滤波器的性能和特点。

同时，培养学生设计滤波器电路的能力和实践能力。

4.2 设计内容选定一种滤波器类型，设计并实现一个滤波器电路，包括搭建电路、测试电路参数、调整滤波器性能等环节。

要求学生能够熟练掌握滤波器的基本工作原理，并理解常用滤波器的性能和特点，能够设计实现一个符合要求的滤波器电路。

5. 总结通过本课程设计，学生能够进一步理解、应用所学电路知识，加深实践能力。

电子工程师10本必读书工程师，也要不断学习来掌握新的技能。

那电子工程书必读书有哪些呢?下面是店铺精心为你整理电子工程师10本必读书，一起来看看。

电子工程师10本必读书：嵌入式硬件系统作者：Jack Ganssle本书是《嵌入式硬件设计》一书的第二版，不仅为初学者提供了嵌入式设计的基本知识，也为高级系统设计者提供了有用的参考资料。

目前市面上可以看到相关书籍，不是专门探讨如何为特定微处理器编写程序，就是只强调嵌入式系统的设计原理而不提供任何实用信息，本书兼顾了这二者。

作者凭借其丰富的实践经验告诉读者，如何设计和构建全新的嵌入式设备与计算机化的小型设备，以及如何修改和扩充一个现有的系统。

电子工程师10本必读书：晶体管电路设计作者：铃木雅臣晶体管电路设计是“实用电子电路设计丛书”之一，共分上下二册。

晶体管电路设计》(上)作为上册主要内容有晶体管工作原理，放大电路的性能、设计与应用，射极跟随器的性能与应用电路，小型功率放大电路的设计与应用，功率放大器的设计与制作，共基极电路的性能、设计与应用，视频选择器的设计与制作，共射-共基电路的设计，负反馈放大电路的设计，直流稳定电源的设计与制作，差动放大电路的设计，运算放大电路的设计与制作。

下册则共分15章，主要介绍FET、功率MOS、开关电源电路等。

《晶体管电路设计》(上)面向实际需要，理论联系实际，通过大量具体的实验，通俗易懂地介绍晶体管电路设计的基础知识。

电子工程师10本必读书：精通开关电源设计作者：SanjayaManiktala《精通开关电源设计》基于作者多年从事开关电源设计的经验，从分析开关变换器最基本器件:电感的原理入手，由浅入深系统地论述了宽输入电压DC-DC变换器(含离线式正、反激电源)及其磁件设计、MOSFET导通和开关损耗、pcb布线技术、三种主要拓扑电压/电流模式下控制环稳定性以及开关电源电磁干扰(EMI)控制及测量的理论和实践等。

书中还解答了变换器拓扑的常见问题，讨论了开关电源及电子镇流器设计的专家意见、工业经验和难点对策等。

巴特沃兹滤波器(Butterworth)特点：具有通带内最大平坦的振幅特性，且随f↗单调↘其幅度平方函数具有如下形式：式中，N为整数，称为滤波器的阶数，N越大，通带和阻带的近似性越好，过渡带也越陡。

如下图所示：图巴特沃兹filter 振幅平方函数过渡带：通带→阻带间过渡的频率范围，：截止频率。

Ωc理想滤波器的过渡带为O，阻带|H(jΩ)|=0，通带内幅度|H(jΩ)|=常数，H (jΩ)线性相位。

通带内，分母Ω/Ωc<1,相应( Ω/Ωc)2N随N的增加而趋于0，A(Ω2)→1，在过渡带和阻带，Ω/Ωc>1，随N的增加，Ωe/Ωc>>1，所以A(Ω2)快速下降。

Ω=Ωc时，，幅度衰减，相当于3bd衰减点。

振幅平方函数的极点可写成：Ha(-s).Ha(s)=可分解为2N个一次因式令分母为零，→可见，Butterworth 滤波器的振幅平方函数有2N个极点，它们均匀对称地的圆周上。

分布在|s|=Ωc例：如图为N=3阶Butterworth 滤波器振幅平方函数的极点分布。

图三阶A(-s2)的极点分布考虑到系统的稳定性， Butterworth 滤波器的系统函数是由s平面左半部分的极点（SP3，SP4，SP5）组成的，它们分别为：所以系统函数为：式中是为使S=0时Ha(s)=1而引入的。

如用归一化s，即s’=s/Ωc，得归一化的三阶BF：如果要还原的话，则有关于数字滤波器滤波器有很多种，讨论下对信号频率具有选择性的滤波器。

这又分为模拟滤波器和数字滤波器。

模拟滤波器是在传统模拟电路中发展起来的，其实就是RC电路网络。

随着数字技术的发展，数字滤波器则越来越受到青睐。

数字滤波器分为递归型和非递归型，所谓递归即滤波器内部存在反馈回路，这种滤波器对单位冲击响应可以延续到无限长的时间，所以也叫IIR (infinite impulse response filter) ；相应的，非递归型即内部不存在反馈，也叫FIR(finite impulse response filter)，其传递函数不存在除零点意外的极点。

数字信号处理的书籍数字信号处理是一门涵盖了数学、信号处理、数字系统和算法等知识的学科。

学习这门学科需要从基本原理、信号表示与运算、滤波器设计、频谱分析和时频分析等多个方面进行学习。

本文将为读者介绍一些经典的数字信号处理书籍，旨在帮助读者系统地了解数字信号处理的基本理论和应用。

1. 《数字信号处理》(Discrete-Time Signal Processing) - Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer这是数字信号处理领域最为经典的教材之一，广泛用于全球的大学本科和研究生教学。

本书详细介绍了数字信号的离散表示与运算、滤波器设计与实现、频谱分析和时频分析等内容，深入浅出地讲解了数字信号处理的基本概念和算法。

适合初学者和进阶学习者阅读。

2. 《数字信号处理：以 MATLAB 为基础》(Digital Signal Processing Using MATLAB) - Vinay K. Ingle, John G. Proakis本书以 MATLAB 为工具，系统地介绍了数字信号处理的基本原理和算法。

通过大量的例题和 MATLAB 编程实践，读者可以深入理解数字信号处理的概念和应用。

本书还提供了丰富的MATLAB 代码和实验案例，方便读者进行实践。

3. 《数字信号处理与滤波器设计》(Digital Signal Processing and Filter Design) - Marcos Faúndez-Zanuy这本书介绍了数字信号处理的理论和方法，并重点讲解了滤波器设计的原理和算法。

包括了 FIR 滤波器、IIR 滤波器、FIR 和 IIR 滤波器设计方法以及滤波器的实现等内容。

本书通过案例和实验来加深读者对滤波器设计的理解。

4. 《实用数字信号处理》(Practical Signal Processing) - Mark Owen本书介绍了数字信号处理的实际应用以及各种信号处理算法的原理和实现方法。

有源环路滤波器的设计潘阳卉;程龙宝;杨振【摘要】针对双端输入的有源环路滤波器,对其设计方法进行了论述.在理论分析的基础上,得到跳频系统最优的有源环路滤波器阶数,并结合鉴相器、运算放大器等非理想因素的影响,给出工程上实用的滤波器结构.简单介绍了如何选择运放芯片,理论分析了单位增益带宽、压摆率和等效输入噪声电压等运放参数,对锁相环系统的稳定性、跳频时间和相位噪声等指标的影响,给出的实验测试结果与理论分析一致.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2018(048)007【总页数】4页(P606-609)【关键词】频率合成;有源环路滤波器;阶数;运算放大器【作者】潘阳卉;程龙宝;杨振【作者单位】上海航天电子技术研究所, 上海 201109;上海航天电子技术研究所, 上海 201109;上海航天电子技术研究所, 上海 201109【正文语种】中文【中图分类】TN740 引言锁相环是现代频率合成的主流技术，其由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成[1]。

环路滤波器是锁相环频率合成器系统的重要组成部分，本身有时域积分、频域低通滤波的作用，可以滤除鉴相器输出的比较电压中的杂波成分，更重要的是在鉴相器和压控振荡器设计完成时，通过调节环路滤波器参数可以控制整个锁相环的性能，所以其设计的好坏决定了该系统的相位噪声、杂散和跳频时间等重要指标[2]。

按其组成电路可分为完全由阻容元件组成的无源环路滤波器和含有有源器件(运算放大器)的有源环路滤波器。

当鉴相器的输出电压不能满足VCO压控端要求时，必须采用有源环路滤波器，而有源环路滤波器阶数的选择和运放芯片的选择鲜少有人进行专门介绍，本文分别从理论和实际分析有源环路滤波器阶数和运放芯片参数对锁相环的影响。

1 有源滤波器的结构有源环路滤波器的结构可根据不同鉴相器[3]的输出分为单端输入和双端输入2种，分别如图1和图2所示。

市场上采用电荷泵结构的鉴相器，输出多为单端形式，如频率合成器芯片AD4106的鉴相输出等，也有一些芯片未采用电荷泵结构直接双端输出比较电压[4]，如超低相噪指标的鉴频鉴相器芯片HMC440QS16G等。