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1、 数字信号处理课程设计 学 院： 电 气 工 程 学 院 题 目： 带阻插值滤波FIR的设计 的 起止时间： 2015年10月10日至2015年12月20日 2015年10月10日 数字信号处理课程设计任务书学 院： 电气工程学院 的 题 目： 带阻插值滤波FIR的设计 的 起止时间： 2015年10月10日至2015年12月20日2015年10月10日南华大学电气工程学院课程设计一. 课程设计内容 课程设计内容如下：1. 数字滤波器的设计任务及要求1.1 设计内容1.2 设计要求2. 数字滤波器的设计2.1 整体设计思路2.2 设计过程2.2.1数字带阻指标2.3 插值滤波滤波器原理2.3.
2、1 插值系统的直接型FIR结构2.3.2 插值器的多相FIR结构2.3.3 插值器的多级实现2.4 涉及到的matlab函数3. 设计内容3.1 设计思想3.2 设计步骤3.3 用MATLAB程序实现3.4 仿真结果3.5 设计结果分析4. 滤波器的实现结构对其性能的影响的分析4.1 数字滤波器的实现结构一（直接型）及其幅频响应5. 数字滤波器的参数字长对其性能影响的分析5.1 数字滤波器直接型参数字长及幅频响应特性变化5.1.1 参数字长取18位对性能指标的影响5.1.2 参数字长取8位对性能指标的影响6. 总结7. 参考文献二. 课程设计要求 1. 课程设计报告写作请参考“课程设计报告写作
3、的内容、要求与应注意的一些问题”。所有的文档和表格必须采用Word形式，格式按照“课程设计报告写作的内容、要求与应注意的一些问题”要求。2. 设计一个内插带阻滤波器：满足阻带上截止频率st1=0.7, 通带上截止频率p2=0.8, 通带下截止频率p1=0.2, 阻带下截止频率st2=0.4,通带最大衰减p=1dB, 阻带最小衰减s=80dB。必须自己完成，抄袭者和被抄袭者都不及格。3. 设计资料中的有关的公式可以直接采用。设计资料中有关的曲线图可以直接采用，成文时根据需要选用（可放大300倍后裁剪到Word文档中），以图文清晰为标准。4. 英文资料中的图可以直接采用（可放大300倍后裁剪到Wo
4、rd文档中），图中的英文可以采用英文（中文）方式翻译在图下或者文章中。5. 英文资料中的一些词，如果翻译拿不准，可以采用英文（中文）方式标注。6. 课程设计报告需要写自己的收获和体会。不能够抄袭别人的收获和体会，雷同者不及格。7. 每个人需要交文字稿和电子稿，采用2003Word（或者更高版本）文档形式。三. 课程设计进度（时间）安排课程设计进度（时间）安排如下： 1. 2015年10月10日2015年10月15日 理解课程设计题目的设计要求，查阅相关资料；2. 2015年10月16日2015年11月15日 完成各部分电路设计及系统调试；3. 2015年11月16日2015年11月22日 完成
5、课程设计初稿；4. 2015年11月23日2015年12月09日 完成完整的课程设计报告；5. 2015年12月10日2015年12月20日 上交课程设计作品、报告及答辩。四. 参考文献1. 陈杨生,颜钢锋. 硬件实现基于BP神经网络设计的带阻FIR滤波器J. 浙江大学学报(工学版),2006,07:1146-1149+1163.2. 潘永才,王子旭,游治,黄汉华,傅俊菁. 数字FIR滤波器的MATLAB设计J. 半导体技术,2001,08:52-54+57.3. 扶蔚鹏,刘建华. FIR带阻滤波器优化设计研究J. 系统工程与电子技术,2001,12:101-103.4. 冉茂华. 基于DSP
6、的FIR数字滤波器的设计D.武汉理工大学,2006.5. 石金和. 基于虚拟仪器的频谱分析仪研制D.苏州大学,2005.6. 王蔚. MATLAB环境下的数字滤波器设计及其应用D.苏州大学,2002.7. 杨晓玲. 矿用高压开关微机综合保护若干问题的研究与应用D.北京化工大学,2010.8. 陈杨生. 信号估计及滤波若干关键技术研究D.浙江大学,2009.9. 彭宇. 基于嵌入式Linux的数据采集系统的研究与设计D.中南大学,2007.10. 张丽丽. 基于色散器件级联的微波光子滤波器研究D.天津理工大学,2014.11. 邢国泉. 基于MATLAB的FIR带阻数字滤波器的设计J. 北京生物
7、医学工程,2008,06:596-598+603.12. 聂伟,杨胜姚,王岩嵩. 基于FPGA的通用FIR滤波器设计J. 实验技术与管理,2010,10:69-72.13. 丁昊,宋杰,王国庆,关键. 基于FPGA的数字幅频均衡器设计J. 电子测量技术,2010,10:48-51.14. 祁春慧. 基于光纤光栅的微波光子滤波器及发生器研究D.北京交通大学,2012.15. 于源. 全光微波信号处理技术的研究D.华中科技大学,2013.16. 冯彦君,靳鸿,章晓眉. 应用MATLAB分析语音信号J. 光电技术应用,2011,03:57-60.17. 张伟. 示波器离线数据分析软件设计D.电子科技
8、大学,2011.18. 林战平. 一种巴特沃斯型FIR数字滤波器的新设计J. 广西物理,2007,03:31-34. 指导老师： 2015年10月10日 摘要：数字滤波器是由数字乘法器，加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，已达到改变信号频谱的目的。有限冲激响应（FIR）数字滤波器和无限冲激响应（IIR）数字滤波器广泛应用于数字信号处理系统中。IIR数字滤波器方便简单，但它相位的非线性，要求采用全通网络进行相位校正，且稳定性难以保障。FIR滤波器具有很好的线性相位特性，使得它越来越受到广泛的重视。有限冲击响应（FIR）滤波器的特点：既具有
9、严格的线性相位，又具有任意的幅度；FIR滤波器的单位抽样响应是有限长的，因而滤波器性能稳定；只要经过一定的延时，任何非因果有限长序列都能变成因果的有限长序列，因而能用因果系统来实现；FIR滤波器由于单位冲击响应是有限长的，因而可用快速傅里叶变换(FFT)算法来实现过滤信号，可大大提高运算效率。FIR也有利于对数字信号的处理，便于编程，用于计算的时延也小，这对实时的信号处理很重要。FIR滤波器比较大的缺点就是阶次相对于IIR滤波器来说要大很多。关键词：插值；滤波器；阻带；数字信号处理 iAbstract: The digital filter is an algorithm or device
10、consists of a digital multipliers, adders and delay units. Digital filter function is to input digital codes discrete signal processing, is has reached the purpose of changing the signal spectrum. Finite Impulse Response (FIR) digital filters and infinite impulse response (IIR) digital filters widel
11、y used in digital signal processing systems. IIR digital filter is simple and convenient, but its non-linear phase, requires the use of all-pass phase correction network, and stability is difficult to guarantee. FIR filter has a good linear phase characteristic, making it more and more widespread at
12、tention. Finite impulse response (FIR) filter characteristics: both have strict linear phase, and an arbitrary magnitude; FIR filter unit sample response is finite, and therefore stable filter performance; as long as after a certain delay, any non-causal finite-length sequence can be turned into the
13、 causal sequence of finite length, which can cause the system to achieve; FIR filter impulse response is limited due to the unit length, which can be used Fast Fourier Transform (FFT) algorithm to achieve the filtered signal , can greatly improve the operation efficiency. FIR is also conducive to th
14、e digital signal processing, easy to program, used to calculate the delay is small, it is very important for real-time signal processing. FIR filter relatively large drawback is the order with respect to the IIR filter is much larger.Keywords: Interpolation;Filter; Stopband; Digital signal processingii目 录1.数字滤波器的设计任务及要求11.1 设计内容11.2 设计要求12.数字滤波器的设计12.1 整体设计思路12.2 设计过程22.2.1 数字带阻指标22.3 插值滤波滤波器原理22.3.1 插值系统的直接型FIR结构22.3.2 插值器的多相FIR结构32.3.3 插值器的多级实现52.3.4 整数倍内插的概念和内插方法52.3.5 内插器的输入、输出关系62.4 涉及到的matlab函数73.设计内容73.1 设计思路73.2 设计步骤83.3 用MA
