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1、1湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )开 题 报 告题目FIR数字滤波器的MATLAB设计与实现方法研究学生姓名卢嘉灿指导老师汤群芳班级学号通信110311401340337专业通信工程一 、 综 述 本 课 题 国 内 外 研 究 动 态 ， 说 明 选 题 的 依 据 和 意 义所 谓 数 字 信 号 处 理 技 术 是 指 运 用 数 值 计 算 的 方 法 对 信 号 进 行 分 析 、变 换 、 综 合 、 估 值 与 识 别 等 的 处 理 。 随 着 电 子 技 术 和 电 子 计 算 机 技术 的 发 展 ， 数 字 信 号 处 理 技 术 受 到 了 越 来 越
2、广 泛 的 关 注 ， 数 字 信 号处 理 的 理 论 和 技 术 也 在 不 断 丰 富 和 完 善 ， 新 的 理 论 和 新 技 术 层 出 不穷 。 可 以 说 ， 数 字 信 号 处 理 是 发 展 最 快 、 应 用 最 广 泛 、 成 效 最 显 著的 新 科 学 之 一 ， 目 前 已 广 泛 地 应 用 在 语 音 、 雷 达 、 声 纳 、 地 震 、 图像 、 通 信 、 控 制 、 生 物 医 学 、 遥 感 遥 测 、 地 质 勘 探 、 航 空 航 天 、 故障 检 测 、 自 动 化 仪 表 等 领 域 。数 字 滤 波 器 是 数 字 信 号 处 理 中 的
3、重 要 组 成 部 分 之 一 ， 在 数 字 信 号 处理 中 ， 数 字 滤 波 占 有 极 其 重 要 的 地 位 。 滤 波 器 可 以 分 为 IIR 滤 波 器和 FIR 滤 波 器 两 大 类 ， IIR 滤 波 器 并 不 能 得 到 严 格 的 线 性 相 位 特 性 ，因 此 在 许 多 实 际 应 用 中 为 了 得 到 线 性 相 位 特 征 ， 还 必 须 另 外 增 加 相位 校 正 网 络 ， 使 滤 波 器 设 计 变 得 复 杂 ， 成 本 也 高 ， 而 FIR 滤 波 器 在保 证 幅 度 特 性 满 足 技 术 要 求 的 同 时 ， 还 可 以 很 容
4、 易 的 做 到 有 严 格 的线 性 相 位 特 性 。 它 可 以 在 保 证 任 意 幅 频 特 性 的 同 时 具 有 严 格 的 线 性相 频 特 性 ， 同 时 其 单 位 抽 样 响 应 是 有 限 长 的 ， 因 而 滤 波 器 是 稳 定 的系 统 。 因 此 ， FIR 滤 波 器 在 通 信 、 图 像 处 理 、 模 式 识 别 等 领 域 都 有着 广 泛 的 应 用 。目 前 对 数 字 滤 波 器 的 设 计 有 多 种 方 法 ， 其 中 著 名 的 Matlab 软 件 包 ，功 能 强 大 、 使 用 方 便 。 传 统 的 数 字 滤 波 器 的 设 计
5、过 程 复 杂 ， 计 算 工作 量 大 ， 滤 波 特 性 调 整 困 难 ， 影 响 了 它 的 应 用 。 利 用 Matlab 信 号 处2理 工 具 箱 可 以 快 速 有 效 的 设 计 由 软 件 组 成 的 常 规 数 字 滤 波 器 ， 可 以随 时 对 比 设 计 要 求 和 滤 波 器 特 性 调 整 参 数 ， 直 观 简 便 ， 极 大 的 减 轻了 工 作 量 ， 有 利 于 滤 波 器 设 计 的 最 优 化 。本 课 题 在 基 于 Matlab 的 FIR 低 通 滤 波 器 的 设 计 方 法 、 编 程 以 及 实 际应 用 上 有 着 积 极 的 意 义
6、 。二 、 研 究 的 基 本 内 容 ， 拟 解 决 的 主 要 问 题主 要 研 究 基 于 Matlab的 FIR低 通 滤 波 器 。 具 体 是 采 用 窗 函 数 设 计 法 、频 率 采 样 法 、 等 波 纹 逼 近 法 进 行 设 计 ， 并 用 Matlab 软 件 编 写 程 序 进行 仿 真 。1 研 究 FIR滤 波 器 的 定 义 、 分 类 、 应 用 以 及 设 计 方 法 。 2 了 解 FIR滤 波 器 窗 函 数 的 设 计 方 法 及 原 理 。 3 了 解 FIR 滤 波 器 频 率 采 样 的设 计 方 法 及 原 理 。 4 了 解 FIR 滤 波
7、 器 等 波 纹 逼 近 的 设 计 方 法 及 原理 。 5 确 定 滤 波 器 的 技 术 指 标 ， 并 进 行 Matlab仿 真 。结 合 上 述 内 容 ， 设 计 编 程 ， 完 成 利 用 Matlab 软 件 设 计 FIR 低 通 滤 波器 并 进 行 仿 真 优 化 。 通 过 设 计 编 程 ， 加 深 对 知 识 的 理 解 和 运 用 。三 、 研 究 步 骤 、 方 法 及 措 施本课题主要研究的是基于Matlab的FIR低通滤波器设计，因此在研究过程中主要是采用理论分析结合软件仿真来实现。总的研究方法是在课题研究之前，掌握一定的理论基础，了解FIR滤波器是如何进
8、行信号各个波段的滤波的，在理论中寻找适合本课题的设计方案；然后，了解Matlab软件应用，使用Matlab软件设计数字低通滤波器并进行仿真优化，实现数字低通滤波器的滤波。具体措施如下：1.首先阅读广泛资料，对FIR滤波器的定义、设计方法做一下介绍，分析FIR低通滤波器的研究意义及作用。2Matlab作为工作平台和开发工具，熟悉Matlab软件程序设计的基本原理和实验环境，实现仿真。3针对FIR低通滤波器的滤波基本原理进行研究，查阅相关资料书籍。并利用窗函数的设计方法进行滤波设计，并运用Matlab进行模拟仿真。4查漏补缺，进行论文的改进。四 、 设 计 计 划根据所选课题，研究计划如下：3第1
9、4周：毕业实习和开题准备。其中开题准备包括文献检索、理论重点记录、文献综述。第56周：在开题准备后，进行开题报告书写。开题报告内容：研究目的与意义、国内外研究概况综述、研究方案、研究计划和参考文献。第78周：掌握Matlab程序开发方法、调试工具的使用及优化级别的选择等，实现数字滤波器的设计与仿真。编写基于Matlab的FIR低通滤波算法并进行调试仿真和反复论证。第910周：进一步熟悉Matlab。第1112周：完善设计作品，论文修改。进行方案的补充和修改；撰写毕业论文，修改完善毕业论文。第1314周：对前期的工作进行汇总，并进行论文写作。第1516周：论文答辩。5、 参 考 文 献1丁玉美,
10、高西全.数字信号处理M.第三版.西安:西安电子科技大学出版社, 2008, 6.2闫胜利. FIR滤波器及设计原理J.长春工程学院学报(自然科学版), 2003, 6, 4(1): 21-24.3姚齐国.基于MATLAB的数字滤波器的设计J.江西理工大学学报, 2006, 2, 27(1): 50-52.4杨守卫. FIR数字滤波器应用分析探讨J.河北省工程咨询院学报, 2011, 7, 29(15): 47-49.5朱敏. MATLAB数字信号处理工具箱的开发和应用J.信息与电脑, 2010, 2, 26(8): 154-155.6姚海燕. FIR数字滤波器设计窗函数法与频率抽样法比较J.安
11、阳工学院学报, 2007, 6, 12(6): 51-53.7刘波. MATLAB信号处理M.北京:电子工业出版社, 2006, 7.8邬国扬,张萱,吕昂等.模拟电子技术M.第二版.西安：西安电子科技大学出版社, 2007, 3.9邵朝,阴亚芳,卢光跃.数字信号处理M.北京:北京邮电大学出版社，2004.133136 10 Sanjit K.Mitra,Digital Signal Processing-A Computer-Based ApproachJ 3e.北京:清华大学出版社,2006.42742811赵健，李毅，杨菊平数字信号处理学习辅导M.北京：清华大学出版社，2006.93954
12、12陈桂明，张明照，戚红雨应用MATLAB语言处理数字信号与数字图像M.北京：科学出版社，2001.16520013 美Sanjit K.Mitra著，孙烘，余翔宇等译数字信号处理实验指导书（MATLAB版）M.北京：电子工业出版社，2005.718514陈后金数字信号处理M，北京：高等教育出版社，2004.12417715徐明远MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用M.西安：西安电子科技大学出版社，2005.15418716楼天顺基于MATLAB的系统分析与设计-信号处理M.西安：西安电子科技大学出版社，1998.13314217胡光书数字信号处理：理论、算法与实现M.北京：清华大学出版社，1997.13615518邓华MATLAB通信仿真及应用实例解析M，北京：人民邮电出版社，1997：123156指导教师批阅意见5指导教师(签名)：年月日
