襄樊學(xué)院物理與電子工程學(xué)院2011屆本科畢業(yè)論文開題報告論文題目基于MATLAB的數(shù)字濾波器設(shè)計班級電子信息工程0711姓名學(xué)號指導(dǎo)教師（職稱）填表日期2011年月日2說明一、論文的開題報告是保證畢業(yè)論文質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)，為規(guī)范我院本科畢業(yè)論文的開題報告，特印制此表。二、學(xué)生應(yīng)閱讀的主要文獻、資料15種以上，通過調(diào)研和資料搜集，主動與指導(dǎo)教師討論，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，完成開題報告，開題報告字數(shù)應(yīng)在2500字以上。三、開題報告須經(jīng)院畢業(yè)論文指導(dǎo)教師審查，同意后方可進行論文寫作，并將開題報告交指導(dǎo)教師。不合格者，必須重寫。3一、選題的意義和研究現(xiàn)狀1選題的理論意義、學(xué)術(shù)價值或?qū)嵺`價值數(shù)字信號處理中一個非常重要且應(yīng)用普遍的技術(shù)就是數(shù)字濾波。所謂數(shù)字濾波，是指其輸入、輸出均為數(shù)字信號，通過一定的運算關(guān)系改變輸入信號所含的頻率成分的相對比例或濾除某些頻率成分，達到提取和加強信號中的有用成份，消弱無用的干擾成份的目的。數(shù)字濾波與模擬濾波相比，有精度高、可靠性高、靈活性好等突出優(yōu)點，可以滿足對幅度和相位的嚴格要求，還能降低開發(fā)費用，縮短研制到應(yīng)用的時間，在很多領(lǐng)域逐步代替了傳統(tǒng)的模擬信號系統(tǒng)。數(shù)字濾波器，在數(shù)字信號處理中有著廣泛的應(yīng)用，因此，無論是在理論研究上還是在如通訊、HDTV(高清晰度電視)、雷達、圖象處理、數(shù)字音頻等實際應(yīng)用上都有著美好的技術(shù)前景和巨大的實用價值?；贛ATLAB實現(xiàn)數(shù)字濾波設(shè)計，可通過修改濾波器的參數(shù)十分方便地改變?yōu)V波器的特性，因此我們有必要對濾波器的設(shè)計方法進行研究，理解其工作原理優(yōu)化設(shè)計方法，設(shè)計開發(fā)穩(wěn)定性好的濾波器系統(tǒng)。掌握濾波器的設(shè)計技術(shù)和原理能為在通信領(lǐng)域、信號處理領(lǐng)域等諸多領(lǐng)域中對數(shù)字濾波器的設(shè)計提供技術(shù)和準備，這不僅具有重要的理論意義同時還具有重要的現(xiàn)實意義。2與選題相關(guān)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢數(shù)字濾波器是數(shù)字信號處理理論的一部分。數(shù)字信號處理主要是研究用數(shù)字或符號的序列來表示信號波形，并用數(shù)字的方式去處理這些序列，把它們改變成在某種意義上更為有希望的形式，以便估計信號的特征參量，或削弱信號中的多余分量和增強信號中的有用分量。具體來說，凡是用數(shù)字方式對信號進行濾波、變換、調(diào)制、解調(diào)、均衡、增強、壓縮、固定、識別、產(chǎn)生等加工處理，都可納入數(shù)字信號處理領(lǐng)域。數(shù)字信號處理學(xué)科的一項重大進展是關(guān)于數(shù)字濾波器設(shè)計方法的研究。關(guān)于數(shù)字濾波器，早在上世紀40年代末期就有人討論它的可能性問題，在50年代也有人討論過數(shù)字濾波器，但直到60年代中期，才開始形成關(guān)4于數(shù)字濾波器的一整套完整的正規(guī)理論。在這一時期，提出了各種各樣的數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)，有的以運算誤差最小為特點，有的則以運算速度高見長，而有的則二者兼而有之。出現(xiàn)了數(shù)字濾波器的各種通近訪法和實現(xiàn)方法，對遞歸和非遞歸兩類濾波器作了全面的比較，統(tǒng)一了數(shù)字濾波器的基本概念和理論。MATLAB是英文MatrixLaboratory(矩陣實驗室)的縮寫。它是由美國Mathworks公司推出的用于數(shù)值計算和圖形處理的數(shù)學(xué)計算環(huán)境。在MATLAB環(huán)境下，用戶可以集成地進行程序設(shè)計、數(shù)值計算、圖形繪制、輸入輸出、文件管理等各項操作。它優(yōu)秀的數(shù)值計算能力和卓越的數(shù)據(jù)可視化能力使其很快在同類軟件中脫穎而出。MATLAB系統(tǒng)最初是由CleveMoler用FORTRAN語言設(shè)計的，現(xiàn)在的MATLAB程序是Mathworks公司用C語言開發(fā)的。它的第一版(DOS版本1.0)發(fā)行于1984年；經(jīng)過20年的不斷改進，MATLAB已經(jīng)成為國際上最流行的科學(xué)與工程計算的軟件工具，最流行的計算機高級編程語言了，有人稱它為“第四代”計算機語言，它在國內(nèi)外高校和研究部門正扮演著重要的角色。MATLAB語言的功能也越來越強大，不斷適應(yīng)新的要求提出新的解決方法?？梢灶A(yù)見，在科學(xué)運算、自動控制與科學(xué)繪圖領(lǐng)域MATLAB語言將長期保持其獨一無二的地位。MATLAB語言之所以能如此迅速地普及，顯示出如此旺盛的生命力，是由于它有著不同其他語言的特點。3主要參考文獻1丁玉美，高西全等數(shù)字信號處理M西安：西安電子科技大學(xué)出版社,20002程佩青，數(shù)字信號處理教程M北京：清華大學(xué)出版社，20033羅軍輝，羅勇江等MATLAB7.0在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用M北京：機械工業(yè)出版社，20054郭仕劍，王寶順等MATLAB7.X數(shù)字信號處理M北京：人民郵電出版社，20065門愛東，楊波等數(shù)字信號處理.北京：人民郵電出版社，2003.6余成波，楊菁等數(shù)字信號處理及MATLAB實現(xiàn)M北京：清華大學(xué)出版社，20057T.W.ParksandC.S.BurrusDigitalFilterDesign.NewYork,NewYork:5Wiley-Interscience,19878S.K.MitraDigitalSignalProcessing:AComputer-BasedApproach.NewYork,NewYork:McGraw-Hill,thirded,20069趙琳，王淑偉，邢帆基于Matlab的數(shù)字濾波器設(shè)計方法研究J產(chǎn)業(yè)與科技論壇2008（9）15715810張亞妮.基于MATLAB的數(shù)字濾波器設(shè)計J.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報.2005年10月第24卷第5期71671811閻曉艷，傅豐林等.FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計及其在MATLAB中的仿真實現(xiàn)J.電子科技2004（5）434612陳桂明，張明照，戚紅雨應(yīng)用MATLAB語言處理數(shù)字信號與數(shù)字圖像M，北京：科學(xué)出版社，2001：165-20013美SanjitK.Mitra著，孫烘，余翔宇等譯數(shù)字信號處理實驗指導(dǎo)書（MATLAB版）M，北京：電子工業(yè)出版社，2005：71-8514陳后金數(shù)字信號處理M，北京：高等教育出版社，2004：124-17715徐明遠MATLAB仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用M，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005：154-18716樓天順基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設(shè)計-信號處理M，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1998：133-14217胡光書數(shù)字信號處理：理論、算法與實現(xiàn)M，北京：清華大學(xué)出版社，1997：136-15518鄧華MATLAB通信仿真及應(yīng)用實例解析M，北京：人民郵電出版社，1997：123-15619陳懷琛數(shù)字信號處理教程MATLAB釋義與實現(xiàn)M，北京：電子工業(yè)出版社，2004：106-1236二、研究方案1研究的思路與方法數(shù)字濾波器的設(shè)計的關(guān)鍵在與根據(jù)濾波器性能指標選擇合適的數(shù)字濾波器的類型和合理的設(shè)計方法。本課題對統(tǒng)一性能指標的濾波器采取不同的設(shè)計方法，通過對對各種方法設(shè)計的數(shù)字濾波器進行模擬仿真，最后對濾波效果的比較，分析各種方法的優(yōu)缺點。對以后實際應(yīng)用奠定一定的理論基礎(chǔ)。這是本課題研究的目的。本課題的難點在與對各種濾波理論的分析。每一種理論對應(yīng)一種設(shè)計方法，只是通過濾波器的性能指標來確定合理的設(shè)計方法，需要豐富的實際設(shè)計經(jīng)驗和對濾波原理的深刻理解。數(shù)字濾波器設(shè)計的基本步驟1）確定指標。在設(shè)計一個濾波器之前，必須首先根據(jù)工程實際的需要來確定濾波器的技術(shù)指標。在很多實際應(yīng)用中，數(shù)字濾波器常被用來實現(xiàn)選頻操作。因此指標的形式一般在頻域中給出幅度和相位響應(yīng)。2）模型逼近。一旦確定了技術(shù)指標，就可以利用已學(xué)習(xí)過的基本原理和關(guān)系式，提出一個濾波器模型來逼近給定的技術(shù)指標。這是濾波器設(shè)計所要研究的主要問題。3）實現(xiàn)性能分析和計算機仿真。以上兩步的結(jié)果得到的濾波器，通常是以差分方程、系統(tǒng)函數(shù)或脈沖響應(yīng)描述的。根據(jù)這個描述就可以分析其頻率特性和相位特性，以驗證設(shè)計結(jié)果是否滿足指標要求；或者利用計算機仿真實現(xiàn)設(shè)計的濾波器，再分析濾波結(jié)果來判斷。2數(shù)字濾波器的MATLAB設(shè)計利用MATLAB設(shè)計濾波器2，可以隨時對比設(shè)計要求和濾波器特性調(diào)整參數(shù)，直觀簡便，極大地減輕了工作量，有利于濾波器設(shè)計的最優(yōu)化。72研究的基本內(nèi)容（大綱）本文計劃擬寫5章，第一章主要介紹此文的應(yīng)用前景和發(fā)展背景。第二章主要介紹數(shù)字濾波器和MATLAB的發(fā)展情況。第三章。介紹數(shù)字濾波器中IIR濾波器在MTALAB環(huán)境下的幾種設(shè)計方法，并利用采集的語音信號對其進行分析。第四章主要介紹數(shù)字濾波器中FIR濾波器在MATLAB環(huán)境下的窗函數(shù)設(shè)計法，并利用語音信號對其分析。第五章，把兩種濾波器對語音信號的濾波情況進行比較和分析，得出各濾波器設(shè)計方法的優(yōu)缺點。3工作的主要階段、進度及完成時間第1-3周：查閱文獻資料，了解關(guān)于數(shù)字濾波器的各種設(shè)計理論，熟悉相關(guān)工具軟件（matlab），撰寫開題報告；第4-5周：寫好論文提綱，完成論文初稿；第5-8周：在老師的指導(dǎo)下修改初稿，完成論文二稿；第9-10周：