黃山學院信息工程學院

學士學位論文答辯

關于異步電動機啟動技術的研究及軟啟動觸發(fā)電路的設計答辯人：李本應

指導老師：方志鳴1.1課題研究背景

隨著信息時代和數(shù)字化世界的到來，數(shù)字信號處理已成為當前極其重要的學科和技術領域，而在數(shù)字信號處理中，起著重要作用并已得到廣泛應用的是數(shù)字濾波器（DigitalFilter，簡稱DF），它是數(shù)字信號處理的基礎，可用于消除干擾和除去不需要的背景噪聲等等。

MATLAB軟件在許多研究領域中都有廣泛的應用，它的頻譜分析和濾波器分析設計功能很強，可以大大簡化計算量，使數(shù)字信號處理變得十分簡捷，從而提高了設計效率。1.2課題研究目的與意義研究意義：在數(shù)字濾波器的設計過程中，采用MATLAB語言，充分發(fā)揮MATLAB軟件在數(shù)值計算、圖像處理中的優(yōu)勢，能非常容易地設計出具有嚴格要求的濾波器。研究目的：傳統(tǒng)數(shù)字濾波器的設計過程復雜，計算量大，濾波特性調整困難，影響了它的應用。因此，本文介紹了一種基于MATLAB的巴特沃茲低通濾波器設計方法。2巴特沃茲低通濾波器的設計

圖2-2巴特沃斯低通濾波器的幅頻特性(基于MATLAB實現(xiàn))

%巴特沃斯模擬低通濾波器設計關鍵程序代碼[z,p,k]=buttap(N);%設計巴特沃斯低通濾波器[b,a]=zp2tf(z,p,k);

%零極點增益模型轉換為傳遞函數(shù)模型[H,w]=freqs(b,a,n);%求解模擬濾波器頻率響應magH2=(abs(H)).^2;

%取模值函數(shù)holdon

%保持當前圖形plot(w,magH2)

%畫二維線性圖axis([0201]);

%控制坐標軸比例和外觀脈沖響應不變法的設計原理是用數(shù)字濾波器的單位脈沖響應序列h(n)逼近模擬濾波器的單位脈沖響應ha(t)。采樣信號的拉式變換與相應序列的Z變換之間的映射關系可表示為：系統(tǒng)函數(shù)Ha(s)和數(shù)字濾波器的系統(tǒng)傳遞函數(shù)H(z)的關系為：

模擬-數(shù)字濾波器轉換

脈沖響應不變法設計巴特沃茲低通濾波器的幅頻特性(基于MATLAB實現(xiàn))

頻帶轉換

從模擬低通濾波器的s平面到IIR數(shù)字通濾波器的z平面的映射關系為：

IIR數(shù)字高通濾波器的傳遞函數(shù)為：用MATLAB軟件設計巴特沃茲低通濾波器

濾波器的性能指標如下:通帶截止頻率fp=2400Hz，通帶最大衰減=3dB，阻帶截止頻率fs=5000Hz，阻帶最小衰減=25dBMATLAB程序如下:%巴特沃斯低通濾波器f_N=16000; %采樣率f_p=2400;f_s=5000;R_p=3;R_s=25; %設計要求指標Ws=f_s/(f_N/2);Wp=f_p/(f_N/2); %計算歸一化角頻率[n,Wn]=buttord(Wp,Ws,R_p,R_s); %計算階數(shù)和截止頻率[b,a]=butter(n,Wn); %計算H(z)freqz(b,a,1000,8000)%作出H(z)的幅頻相頻圖,freqz(b,a,計算點數(shù),采樣率)subplot(2,1,1);axis([04000-303])運行結果：三﹑結論本文分析了采用MATLAB語言進行IIR數(shù)字濾波器和FIR數(shù)字濾波器的設計，最終實現(xiàn)了IIR和FIR數(shù)字低通、高通、帶通及帶阻濾波器的設計。IIR濾波器的相位特性一般都是非線性的，并且很難實現(xiàn)線性相位特性；FIR濾波器比較容易實現(xiàn)線性相位特性。IIR濾波器的設計可以借助成熟的模擬濾波器設計技術，簡化設計過程；FI