1、 本科毕业设计 (论文 )开题报告 电子信息 工程 基于 Matlab 的 FIR 低通滤波器设计 一、课题研究意义及现状 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重要组成部分
2、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
3、件包 ， 功能强大、使用方便。传统的数字滤波器的设计过程复杂，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。 二、课题研究 的主要内容和预期目标 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
4、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、课题研究的方法及措施 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
5、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。 2 Matlab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
6、。 四、课题研究进度计划 2011/2012（第一学期）： 明确 任务，收集资料，确定系统总体方案设计，完成开题报告、文献综述、外文翻译以及开题答辩。 2011/2012（第二学期）： 第 1 周至第 3 周： 完成理论基础的研究，重点 学习基于 Matlab的 FIR 低通滤波器的设计方法，特别是窗函数法的运用。 第 3 周至第 4 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 5 周至第 6 周： 完善设计作品，论文修改。 进行方案 的 补充 和
7、修改；撰写毕业论文，修改完善毕业论文 。 第 7 周至第 8 周 ： 做好论文答辩的 PPT 资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。 五 、参考文献 1 丁玉美 , 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
8、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 郑佳春 . 数字滤波器的 Matlab设计与 DSP的实现
9、 J. 单片机与嵌入式系统应用 , 2003（ 7） : 28-28 10 赵惠昌 , 王丹琦 . 一种基于 MATLAB及 FPGA的 FIR低通滤波器的设计与实现 J. 电子设计工程 , 2011, 7, 19(14): 131-134. 11 张小虹 , 黄忠虎 , 邱正伦等 . 数字信号处理 M.北京： 机械工业出版社 , 2008, 9. 12 姚剑清 . 简明数字信号处理 M. 北京 : 人民邮电出版社 , 2009, 1. 13 J.G. Proakis , D.G. Manolakis. Digital Signal Processing-Principles, Algorithms and Applicat- ionsM. New Delhi: Prentice-Hall, 2000, 4. 14 Uwe Meyer-Baese. Digital Signal Processing with Field Programmable Gate Arrays J Signal And Communication Technology, 2007, 10, 1: 165-165. 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日
