数字信号处理课程设计-基于MATLAB的巴特沃斯低通滤波器以切贝雪夫低通滤波器的设计

PAGEPAGE10各专业全套优秀毕业设计图纸吉首大学信息科学与工程学院课程设计报告书课程：数字信号处理教程课题：基于MATLAB的巴特沃斯低通滤波器以切贝雪夫低通滤波器的设计姓名：学号：专业：通信工程年级：2012级指导教师：基地指导教师：2014年12月一、项目介绍与设计目的通过实验加深对巴特沃斯低通滤波器以及切贝雪夫低通滤波器基本原理的理解。学习编写巴特沃斯低通滤波器和切比雪夫的MATLAB仿真程序。

3.滤波器的性能指标如下：通带截止频率fp=3kHz，通带最大衰减Rp=2dB，阻带截止频率fst=6kHz，阻带最小衰减As=30db二、设计方案1．项目环境要求MATLAB软件设计内容一．理论设计：模拟巴特沃思低通滤波器的设计1.有技术指标可求的设计参数Ωp=6000πrad/s;Ωst=12000πrad/s;Rp=2db;As=30db2.求N;=5.369取N=6确定参数

=1971.11求系统函数Han（s）=1/(1+3.8637033S+7.4641016S^2+9.141620S^3+7.4641016S^4+3.8637033S^5+S^6)5.去归一化H（s）=Han（s/Ωc）=0.7648/(0.7648+3.0910s^5+6.2424s^4+7.9947S^3+6.6300S^2+0.6949)化简可得Ha(s)=5.8650*10^25/(s^6+7.6158*10^4s^5+2.9000*10^9s^4+7.0010*10^13s^3+1.1267*10*18s^2+1.1496*10^32s+5.8650*10^25)切比雪夫低通滤波器由技术指标可得ε=1/(10^0.1As)=0.031N>=arcch[]/arch()取N=4系统函数为：Ha(s)=0.0316s^4+3.5954*10^8S^2+5.1099*10^17/(S^4+6.6533*10^4S^3+2.2247*10^9S^2+4.3659*10^13S+5.1099*10^17)二．程序设计巴特沃斯低通滤波器程序：clc,clearall;OmegaP=2*pi*3000;OmegaS=2*pi*6000;Rp=2;As=30;N=ceil(log10((10^(As/10)-1)/(10^(Rp/10)-1))/(2*log10(OmegaS/OmegaP)))OmegaC=OmegaP/((10^(Rp/10)-1)^(1/(2*N)));[z0,p0,k0]=buttap(N);p=p0*OmegaC;a=real(poly(p))k=k0*OmegaC^N;b0=real(poly(z0));b=k*b0w0=[OmegaP,OmegaS];[H,w]=freqs(b,a);Hx=freqs(b,a,w0);dbHx=-20*log10(abs(Hx)/max(abs(H)))plot(w/(2*pi)/1000,20*log10(abs(H)));xlabel('f(kHz)');ylabel('dB');axis([-1,12,-55,1])set(gca,'xtickmode','manual','xtick',[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]);Set(gca,'ytickmode','maunal','ytick',[-50,-40,-30,-2,-10,0]);grid;输出结果N=6b=5.8650e+25a=17.5158e+042.9000e+097.0010e+131.1267e+181.1496e+225.8650e+25dbHx=2.000033.7692在matlab中显示如下：程序运行结果如下故系统函数为：Ha(s)=5.8650*10^25/(s^6+7.6158*10^4s^5+2.9000*10^9s^4+7.0010*10^13s^3+1.1267*10*18s^2+1.1496*10^32s+5.8650*10^25)切贝雪夫型低通滤波器程序：clc，clearall;OmegaR=2*pi*3000;OmegaS=2*pi*6000;Rp=2;As=30;g=sqrt((10^(As/10)-1)/(10^(Rp/10)-1));OmegaR=OmegaS/OmegaPN=ceil(log10(g+sqrt(g*g-1))/log10(OmegaR+sqrt(OmegaR*OmegaR-1)))OmegaC=OmegaS;[z0,p0,k0]=cheb2ap(N,As);a0=real(poly(p0))aNn=a0(N+1);p=p0*OmegaC;a=real(poly(p))aNu=a(N+1);b0=real(poly(z0));M=length(b0);bNn=b0(M);z=z0*OmegaC;b=real(poly(z));bNu=b(M);k=k0*(aNu*bNn)/(aNn*bNu);b=k*bw0=[OmegaP,OmegaS];[H,w]=freqs(b,a);Hx=freqs(b,a,w0);dbHx=-20*log10(abs(Hx)/max(abs(H)))plot(w/(2*pi)/1000,20*log10(abs(H)));xlabel('f(kHz)');ylabel('dB');axis([-1,12,-55,1])set(gca,'xtickmode','manual','xtick',[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]);Set(gca,'ytickmode','maunal','ytick',[-50,-40,-30,-20,-10,0]);grid;输出结果：N=4b=0.031603.5954e+0805.1099e+17A=16.6533e+042.2247e+094.3659e+135.1099e+17程序运行结果如下图此低通滤波器的系统函数为：Ha(s)=0.0316s^4+3.5954*10^8S^2+5.1099*10^17/(S^4+6.6533*10^4S^3+2.2247*10^9S^2+4.3659*10^13S+5.1099*10^17)三、总结和分析通过本次butterworth低通滤波器的设计，使我对低通数字滤波器的工作原理和特性有了深刻的认识和了解，实验主要用到了matlab软件。对matlab的一些运用也有了一定的了解,对以后的继续学习有了一定的基础。在这次实验中通过查阅资料和结合平时所学的知识才得以完成。参考资料网页：关于matlaR2010b的安装/link?url=pYO2pK_HfOG2IQjO1q5tHxzwUHZNoDU6utHQZ3IzzO7um7-ZD05_xqnbvRxcP-dt_yhDWJcDYD2TFx3CHYpJ4OPfv2skftv1Qhca9C9uZpO&qq-pf-to=pcqq.cc《数字信号处理教程》第四版程佩青

指导老师评语：成绩评定：指导老师签名：基地指导老师签名：年月日教研室意见教研室主任签章年月日学院意见分管院长签章年月日基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制一种RISC结构8位单片机的设计与实现