基于MATLAB的数字滤波器设计毕业答辩ppt

黄山学院信息工程学院

学士学位论文答辩

关于异步电动机启动技术的研究及软启动触发电路的设计答辩人：李本应

指导老师：方志鸣1.1课题研究背景

随着信息时代和数字化世界的到来，数字信号处理已成为当前极其重要的学科和技术领域，而在数字信号处理中，起着重要作用并已得到广泛应用的是数字滤波器（DigitalFilter，简称DF），它是数字信号处理的基础，可用于消除干扰和除去不需要的背景噪声等等。

MATLAB软件在许多研究领域中都有广泛的应用，它的频谱分析和滤波器分析设计功能很强，可以大大简化计算量，使数字信号处理变得十分简捷，从而提高了设计效率。1.2课题研究目的与意义研究意义：在数字滤波器的设计过程中，采用MATLAB语言，充分发挥MATLAB软件在数值计算、图像处理中的优势，能非常容易地设计出具有严格要求的滤波器。研究目的：传统数字滤波器的设计过程复杂，计算量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。因此，本文介绍了一种基于MATLAB的巴特沃兹低通滤波器设计方法。2巴特沃兹低通滤波器的设计

图2-2巴特沃斯低通滤波器的幅频特性(基于MATLAB实现)

%巴特沃斯模拟低通滤波器设计关键程序代码[z,p,k]=buttap(N);%设计巴特沃斯低通滤波器[b,a]=zp2tf(z,p,k);

%零极点增益模型转换为传递函数模型[H,w]=freqs(b,a,n);%求解模拟滤波器频率响应magH2=(abs(H)).^2;

%取模值函数holdon

%保持当前图形plot(w,magH2)

%画二维线性图axis([0201]);

%控制坐标轴比例和外观脉冲响应不变法的设计原理是用数字滤波器的单位脉冲响应序列h(n)逼近模拟滤波器的单位脉冲响应ha(t)。采样信号的拉式变换与相应序列的Z变换之间的映射关系可表示为：系统函数Ha(s)和数字滤波器的系统传递函数H(z)的关系为：

模拟-数字滤波器转换

脉冲响应不变法设计巴特沃兹低通滤波器的幅频特性(基于MATLAB实现)

频带转换

从模拟低通滤波器的s平面到IIR数字通滤波器的z平面的映射关系为：

IIR数字高通滤波器的传递函数为：用MATLAB软件设计巴特沃兹低通滤波器

滤波器的性能指标如下:通带截止频率fp=2400Hz，通带最大衰减=3dB，阻带截止频率fs=5000Hz，阻带最小衰减=25dBMATLAB程序如下:%巴特沃斯低通滤波器f_N=16000; %采样率f_p=2400;f_s=5000;R_p=3;R_s=25; %设计要求指标Ws=f_s/(f_N/2);Wp=f_p/(f_N/2); %计算归一化角频率[n,Wn]=buttord(Wp,Ws,R_p,R_s); %计算阶数和截止频率[b,a]=butter(n,Wn); %计算H(z)freqz(b,a,1000,8000)%作出H(z)的幅频相频图,freqz(b,a,计算点数,采样率)subplot(2,1,1);axis([04000-303])运行结果：三﹑结论本文分析了采用MATLAB语言进行IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的设计，最终实现了IIR和FIR数字低通、高通、带通及带阻滤波器的设计。IIR滤波器的相位特性一般都是非线性的，并且很难实现线性相位特性；FIR滤波器比较容易实现线性相位特性。IIR滤波器的设计可以借助成熟的模拟滤波器设计技术，简化设计过程；FI