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1、 本科毕业论文（设计）数字滤波器研究与应用学 院： * 专 业：电子信息科学与技术班 级： * 学 号： * 学生姓名： * 指导教师： * 2011年5月28日贵州大学本科毕业论文诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 日 期： 目 录目 录I摘要IIIABSTRACTIV第1章 概论1前言11.1数字滤波器的应用研究理论11.2数字滤波器的国内外发展趋势21.3数字滤波器设计应用的实现方法21.4本文的研究内容3第2章 数字滤波器的理论研究
2、42.1数字滤波器的定义及结构原理42.1.1 IIR数字滤波器的基本原理结构42.1.2 FIR滤波器的基本原理结构52.2数字滤波器的设计应用研究62.3数字滤波器的性能分析72.4 常用数字滤波器的设计方法分析82.4.1IIR数字滤波器的设计方法介绍82.4.2 FIR数字滤波器的设计方法介绍92.5常用数字滤波器设计方法理论分析112.6其他数字滤波器设计应用与研究122.6.1巴特沃斯滤波器122.6.2 切比雪夫滤波器142.7常用低通滤波器的研究与应用152.7.1 LC 低通滤波器162.7.2无源 RC 低通滤波器162.7.3有源 RC 低通滤波器16第3章 数字滤波器的
3、设计与应用173.1IIR数字滤波器的函数设计173.1.1双线性变换法173.1.2脉冲响应不变法213.1.3完全设计函数法233.2 FIR滤波器设计分析243.2.1窗函数设计法243.2.2典型的窗函数253.2.3 FIR滤波器滤波实例283.3语音数字滤波实例293.4 常用数字滤波器的C语言程序设计与仿真333.5本章小结36第4章数字滤波器硬件电路设计374.1基于DSP的数字滤波器总体硬件设计方案374.2 TMS320VC54x DSP的硬件结构374.3复位电路设计384.4时钟电路设计394.5 JTAG接口设计394.6 AD转换接口电路设计394.7 数字滤波器的
4、程序设计40第5章 总结445.1数字滤波器的性能总结445.2设计心得和体会44参考文献45致谢46附件一47数字滤波器研究与应用姓名：* 学号：PB*学校：贵州大学 指导教师：*摘要当前我们正处于数字化的时代，数字信号处理技术受到了人们的广泛关注，数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一。数字信号处理的研究主要是用数字或符号的序列来表示信号波形，并用数字的方式去处理这些序列，以便确定信号中的特征参量，或者达到削弱信号中的多余分量和增强信号中的有用分量。数字滤波器具有信号滤波处理的功能，同时具备精度高、可靠性好、便于集成等优点。本文分析了国内外数字滤波技术的应用现状与发展趋势，介绍了数
5、字滤波器的基本结构，研究学习了数字滤波器的基本理论，以及数字滤波器的实现方法。通过学习数字滤波器的结构、数字滤波器的设计理论，分析了如何利用MATLAB仿真软件和C语言程序来设计出符合要求的数字滤波器，并用相关函数设计出几种常用的数字滤波器。得出滤波器的相关系数，为DSP的实现数字滤波硬件设计做好了一些前期的准备工作。最后研究了TMS320VC5402芯片的结构和特性，为实现数字滤波器系统提供一个稳定的硬件平台。 关键词：数字滤波器，MATLAB，DSP，IIR(无限长单位脉冲响应)，FIR(有限长单位脉冲响应)。AbstractAt present we are in the digital
6、 era, digital signal processing technology has been widely concerned; the digital filter is one of the most important parts a digital signal processing. Research of digital signal processing is to use numbers or symbol sequence to represent signal waveform, and to deal with these sequences to determ
7、ine the signal of the characteristic parameters, or to weaken the signal of excess weight and enhance the signal in the useful components.Digital filter has signal filtering function, with high accuracy, reliability, ease of integration. This paper analyzes the status and development trend of the di
8、gital filter the domestic and international digital filter technology, describes the basic structure of digital filters and studies the basic theory of digital filter implementation. Through the study of digital filter structures and digital filter design theory, it analyses how to use MATLAB simula
9、tion software and C language program to design several types of commonly used digital filters with correlation function with. After got the correlation coefficient, it prepares for the implementation of DSP hardware design. Finally, it studies the structure and properties of TMS320VC5402 chip to pro
10、vide a stable hardware platform for digital filter system.Key words: Digital filter, MATLAB DSP IIR (infinite impulse response), FIR (finite impulse response) 第一章 概论 前言数字化的时代到来，数字信号处理技术受到了人们的广泛关注，其理论及算法随着计算机技术的发展得到了进一步的发展，被广泛应用于语音图象处理、频谱分析、数字通信、自动控制、模式识别等领域。数字信号处理一般是指用数字方式对信号进行滤波、变换、调制、解调、均衡、增强、压缩、估
11、值、识别、产生等，数字滤波器具有完成信号滤波处理的功能，数字滤波器具备精度高、可靠性好、便于集成等优点。一般用有限精度的算法来实现离散的线性非时变系统，其输入结果是一组由模拟信号通过取样和量化的数字量，而输出是经过变换后的另一组数字量。本文主要从了解数字滤波器的基本结构，研究数字滤波器的基本理论，以及数字滤波器的实现方法为主线。利用MATLAB仿真软件和相关编程软件设计出符合各种要求的数字滤波器，并用相关的函数设计了几种常用的数字滤波器。得出数字滤波器的相关系数，为DSP的数字滤波器硬件设计做好一些前期准备工作。 1.1数字滤波器的应用研究理论如今随着数字信息时代的到来，数字信号处理已成为一门
12、重要的学科和技术领域。数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制等众多领域得到了广泛的应用。数字信号处理包括数字信号处理技术和数字信号处理器。数字信号处理是以数值计算的方法，对信号进行采集、滤波、增强、压缩、估值和识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的，其应用范围涉及几乎所有的工程技术领域1刘令普.数字信号处理M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2002.1。 数字滤波器在数字信号处理的各种应用中发挥着十分重要的作用，它是通过对采样数字信号进行数学运算处理来达到频域滤波的目的。数字滤波器是提取有用信息非常重要、非常灵活的方法，是现代信号处理的重要内容。因而在频谱分析、语音图象处理、自动控
13、制、模式识别、数字通信等各领域中得到了广泛的应用。同时数字滤波器能够处理低频信号具有很高的精度，便于集成等功能，这些功能将决定了数字滤波器的应用越来越广泛。1.2数字滤波器的国内外发展趋势数字滤波器精确度高、使用灵活、可靠性高，具有模拟设备所没有的许多优点，已广泛地应用于各个科学技术领域, 例如数字电视、语音、通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。随着信息时代数字时代的到来，数字滤波技术已经成为一门极其重要的学科和技术领域。以往的滤波器大多采用模拟电路技术，但是，模拟电路技术存在很多难以解决的问题，例如，模拟电路元件对温度的敏感性，等等。而采用数字技术则避免很多类似的难题，当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点，这些都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进
