MATLAB课程设计要点

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matlab做课程设计

matlab做课程设计

matlab做课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解Matlab的基本操作和功能,掌握其在课程设计中的应用。

2. 学习使用Matlab进行数据处理、图像绘制和算法实现。

3. 掌握利用Matlab解决实际问题的基本步骤和方法。

技能目标:1. 能够运用Matlab软件进行数据分析和图像绘制,提高数据处理能力。

2. 能够独立完成Matlab程序设计,实现简单的算法和应用。

3. 能够运用Matlab解决课程设计中的实际问题,提高问题解决能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对Matlab编程的兴趣,激发学习热情。

2. 培养学生主动探索、合作交流的学习态度,增强团队协作能力。

3. 通过解决实际问题,培养学生将理论知识应用于实际的意识,提高创新精神和实践能力。

课程性质:本课程为应用实践性课程,旨在通过Matlab软件的使用,提高学生数据处理、程序设计和问题解决的能力。

学生特点:学生具备一定的编程基础,对Matlab软件有一定的了解,但实际操作能力有待提高。

教学要求:教师需引导学生掌握Matlab的基本操作和功能,注重实践操作,鼓励学生独立思考和解决问题。

在教学过程中,关注学生的个体差异,提供有针对性的指导。

通过课程学习,使学生能够将Matlab应用于课程设计,提高综合运用能力。

二、教学内容1. Matlab基础知识回顾:变量、数据类型、运算符、矩阵运算等。

2. 数据处理和图像绘制:数据导入与导出、数组操作、曲线绘制、图像处理等。

3. 简单算法实现:条件语句、循环语句、函数编写、算法优化等。

4. Matlab在实际问题中的应用:案例分析、课程设计题目解析、Matlab求解过程等。

5. 教学内容的安排和进度:- 第一周:Matlab基础知识回顾,熟悉软件环境。

- 第二周:数据处理和图像绘制,掌握基本操作。

- 第三周:简单算法实现,培养编程思维。

- 第四周:实际应用案例分析,提高问题解决能力。

- 第五周:课程设计题目解析,进行实践操作。

matlab有关的课程设计

matlab有关的课程设计

matlab有关的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解MATLAB的基本概念,掌握其基本操作和常用命令;2. 学生能够运用MATLAB进行数据分析和可视化;3. 学生掌握利用MATLAB解决高中数学、物理等学科问题的基本方法。

技能目标:1. 学生能够熟练运用MATLAB软件进行数据处理和图像绘制;2. 学生能够运用MATLAB编写简单的程序,解决实际问题;3. 学生能够运用MATLAB进行数学建模,提高解决复杂问题的能力。

情感态度价值观目标:1. 学生通过学习MATLAB,培养对科学研究的兴趣,增强探索精神和创新意识;2. 学生在小组合作中,培养团队协作能力和沟通能力;3. 学生通过解决实际问题,认识到科技对社会发展的作用,增强社会责任感。

课程性质:本课程为选修课,旨在提高学生的实践操作能力和科学素养。

学生特点:高中年级学生,具备一定的数学、物理基础,对计算机编程和实际问题解决有一定的兴趣。

教学要求:结合学科知识,注重实践操作,鼓励学生探索和创新,提高学生的综合素质。

将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学过程中进行有效评估和调整。

二、教学内容1. MATLAB基础知识:包括MATLAB软件的安装与界面认识,基本数据类型,矩阵和向量的运算,常用函数和命令。

教材章节:第一章 MATLAB概述,第二章 MATLAB基础知识。

2. 数据分析与可视化:数据导入导出,数据处理与统计分析,二维和三维图形绘制,图像处理。

教材章节:第三章 数据处理与可视化,第四章 图像处理。

3. 简单编程与数学建模:控制语句,函数编写,数学建模方法,案例分析。

教材章节:第五章 程序设计,第六章 数学建模。

4. 应用实例:结合高中数学、物理等学科问题,运用MATLAB进行求解和分析。

教材章节:第七章 应用实例。

教学进度安排:第一周:MATLAB概述,软件安装与界面认识;第二周:基本数据类型和矩阵运算;第三周:常用函数和命令,数据处理与可视化;第四周:图像处理,二维和三维图形绘制;第五周:控制语句和函数编写;第六周:数学建模方法,案例分析;第七周:应用实例讲解与实践;第八周:课程总结与复习。

matlab课程设计完整版

matlab课程设计完整版

matlab课程设计完整版一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握MATLAB的基本语法和操作,能够利用MATLAB进行简单的数学计算和数据分析。

具体来说,知识目标包括:了解MATLAB的历史和发展,掌握MATLAB的基本语法和数据类型,熟悉MATLAB的工作环境。

技能目标包括:能够使用MATLAB进行矩阵运算,编写简单的MATLAB脚本程序,进行数学计算和数据分析。

情感态度价值观目标包括:培养学生对科学计算软件的兴趣,增强学生的动手能力和团队协作能力。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括MATLAB的基本语法和操作。

首先,介绍MATLAB的历史和发展,使学生对MATLAB有一个整体的认识。

然后,讲解MATLAB的基本语法和数据类型,如矩阵的创建和操作,数据的输入和输出等。

接着,介绍MATLAB的工作环境,包括命令窗口、变量浏览器和脚本文件等。

最后,通过实例演示和练习,使学生能够熟练使用MATLAB进行简单的数学计算和数据分析。

三、教学方法为了达到本节课的教学目标,将采用讲授法、实践法和讨论法等多种教学方法。

首先,通过讲授法向学生介绍MATLAB的基本概念和语法。

然后,通过实践法,让学生动手操作MATLAB软件,进行实际的数学计算和数据分析。

在实践过程中,引导学生进行讨论,分享自己的心得和经验,互相学习和进步。

最后,通过讨论法,对学生的学习情况进行总结和评价,及时调整教学策略。

四、教学资源为了保证本节课的教学质量,将准备教材、多媒体资料和实验设备等多种教学资源。

教材是学生学习的基础,多媒体资料可以丰富教学手段,实验设备则是学生进行实践操作的重要工具。

此外,还将利用网络资源,如在线教程和讨论区,为学生提供更多的学习资料和实践机会。

五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评价方式,以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。

评估方式包括平时表现、作业和考试等。

平时表现主要考察学生的课堂参与度和团队合作能力,通过观察和记录学生在课堂上的表现来进行评估。

matlab的教学课程设计

matlab的教学课程设计

matlab 的教学课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握MATLAB的基础知识,包括数据类型、矩阵运算、程序流程控制等;2. 学会使用MATLAB进行数据可视化、图像处理、数值计算等操作;3. 了解MATLAB在工程领域的应用,并能结合所学专业进行简单的数据分析。

技能目标:1. 能够熟练运用MATLAB编写程序,解决实际问题;2. 学会使用MATLAB进行数据导入、导出,以及与Excel、Word等软件的数据交互;3. 培养学生运用MATLAB进行科学计算和工程问题求解的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对MATLAB编程的兴趣和热情,激发学生主动探索精神;2. 培养学生严谨的科学态度,提高学生的团队协作能力;3. 引导学生认识到MATLAB在现代工程技术中的重要性,树立正确的价值观。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在培养学生的编程能力和实际应用能力。

学生特点:学生具备一定的数学基础和编程兴趣,但对MATLAB编程可能较为陌生。

教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,以案例教学为主,培养学生的实际操作能力。

在教学过程中,关注学生的个体差异,鼓励学生提问、讨论,提高学生的参与度和积极性。

通过课程学习,使学生能够独立完成MATLAB程序编写,解决实际问题。

二、教学内容1. MATLAB基础知识:数据类型、矩阵运算、程序流程控制等;教材章节:第一章 MATLAB概述,第二章 MATLAB基础知识。

2. 数据可视化与图像处理:绘图函数、图像处理基本操作等;教材章节:第三章 数据可视化,第四章 图像处理。

3. 数值计算:线性方程组求解、数值积分、插值等;教材章节:第五章 数值计算。

4. MATLAB在实际工程中的应用:结合所学专业,进行数据分析与处理;教材章节:第六章 MATLAB在工程中的应用。

5. MATLAB与其他软件的数据交互:数据导入、导出,与Excel、Word等软件的数据交互;教材章节:第七章 MATLAB与其他软件的数据交互。

matalb课程设计

matalb课程设计

matalb课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握MATLAB的基本操作和功能,能够运用MATLAB进行简单的数学计算和数据分析。

具体目标如下:1.知识目标:(1)了解MATLAB的发展历程和基本功能;(2)掌握MATLAB的变量声明、运算符使用和数据类型转换;(3)熟悉MATLAB的矩阵操作和函数调用。

2.技能目标:(1)能够熟练地在MATLAB环境中进行基本的文件操作;(2)能够编写简单的MATLAB脚本程序,实现数学计算和数据分析;(3)能够运用MATLAB进行图形绘制和图像处理。

3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对科学计算和数据分析的兴趣;(2)培养学生勇于探索、积极思考的科学精神;(3)培养学生团队协作和交流分享的合作意识。

二、教学内容根据教学目标,本节课的教学内容如下:1.MATLAB简介:介绍MATLAB的发展历程、基本功能和应用领域;2.MATLAB基本操作:讲解MATLAB的变量声明、运算符使用和数据类型转换;3.矩阵操作:讲解矩阵的创建、运算和元素访问;4.函数调用:介绍MATLAB内置函数的使用方法和功能;5.脚本程序编写:通过实例讲解如何编写简单的MATLAB脚本程序;6.图形绘制和图像处理:介绍MATLAB的图形绘制功能和图像处理方法。

三、教学方法为了达到本节课的教学目标,采用以下教学方法:1.讲授法:讲解MATLAB的基本概念和操作方法;2.案例分析法:通过实例分析,让学生掌握MATLAB的编程技巧;3.实验法:让学生动手实践,提高操作MATLAB的能力;4.讨论法:鼓励学生提问、交流和分享,培养合作意识。

四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法,准备以下教学资源:1.教材:《MATLAB入门教程》;2.参考书:《MATLAB高级编程与应用》;3.多媒体资料:MATLAB软件及其教程视频;4.实验设备:计算机实验室,每台计算机安装MATLAB软件。

matlab课程设计 (7)要点

matlab课程设计 (7)要点

课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:刘新华工作单位:信息工程学院题目:利用MATLAB仿真软件系统结合窗函数法设计一个数字带通FIR滤波器要求完成的主要任务:1.在数字信号处理平台上(PC机﹑MA TLAB仿真软件系统)进行软件仿真设计,并进行调试和数据分析。

2. 利用MATLAB仿真软件系统结合窗函数法设计一个数字带通FIR滤波器。

课程设计的目的:1.理论目的课程设计的目的之一是为了巩固课堂理论学习,并能用所学理论知识正确设计滤波器。

2.实践目的课程设计的目的之二是通过设计滤波器掌握波处理的方法和步骤。

时间安排:序阶段内容所需时间号1 方案设计2天2 软件设计3天3 系统调试2天4 答辩1天合计8天指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签字:年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1 原理说明 (1)1.1 数字滤波技术 (1)1.2 FIR滤波器 (2)1.3 窗函数 (3)2 滤波器设计 (4)2.1 滤波器设计要求 (4)2.2 设计函数的选取 (4)2.3 窗函数构造 (5)2.4 设计步骤 (7)2.5 设计方法 (8)3 滤波器测试 (16)3.1 滤波器滤波性能测试 (16)3.2 滤波器时延测量 (17)3.3 滤波器稳定性测量 (18)4 心得体会 (20)5 参考文献 (21)附件:MATLAB程序 (22)摘要数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统,通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。

根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类:无限冲激响应(IIR)滤波器和有限冲激响应(FIR)滤波器。

与IIR滤波器相比,FIR的实现是非递归的,总是稳定的;更重要的是,FIR滤波器在满足幅频响应要求的同时,可以获得严格的线性相位特性。

因此,它在高保真的信号处理,如数字音频、图像处理、数据传输、生物医学等领域得到广泛应用。

滤波器的设计是信号处理的核心问题之一。

matlab大学课程设计

matlab大学课程设计

matlab 大学课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握MATLAB的基本操作,包括数据类型、矩阵运算、数组操作等;2. 学习MATLAB编程技巧,能够编写简单的程序解决问题;3. 了解MATLAB在工程领域的应用,如数值计算、信号处理、图像处理等;4. 理解MATLAB与其他编程语言的区别及优势。

技能目标:1. 能够运用MATLAB进行数据可视化,绘制各种图表;2. 掌握MATLAB的文件操作,包括读写文件、导入导出数据等;3. 学会使用MATLAB进行科学计算和仿真,解决实际问题;4. 培养良好的编程习惯,编写高效、可读性强的代码。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对MATLAB编程的兴趣,激发学习热情;2. 增强学生的团队协作能力,通过合作完成课程设计项目;3. 培养学生独立思考、解决问题的能力,提高自信心;4. 引导学生认识到编程在工程领域的应用价值,为未来职业发展奠定基础。

课程性质:本课程为大学本科阶段的一门实践性课程,旨在帮助学生掌握MATLAB编程技能,提高解决实际问题的能力。

学生特点:学生具备一定的编程基础,但对MATLAB编程尚不了解,需要通过本课程学习,逐步掌握相关技能。

教学要求:教师应注重理论与实践相结合,通过讲解、演示、练习和项目实践等多种方式,帮助学生达到课程目标。

同时,关注学生的个体差异,给予有针对性的指导,确保每个学生都能在学习中取得进步。

在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. MATLAB基础知识- 数据类型与变量- 矩阵与数组操作- 基本数学运算与函数- 程序控制结构2. MATLAB编程技巧- 函数与脚本- 逻辑判断与循环结构- 文件操作- 错误处理与调试3. MATLAB数据可视化- 二维图形绘制- 三维图形绘制- 图形修饰与动画制作- 数据导出与报告生成4. MATLAB应用实例- 数值计算- 信号处理- 图像处理- 优化算法5. 课程设计项目- 项目要求与分组- 项目实施与指导- 项目成果展示与评价教学内容安排与进度:第一周:MATLAB基础知识第二周:MATLAB编程技巧第三周:MATLAB数据可视化第四周:MATLAB应用实例第五周:课程设计项目启动与分组第六周:课程设计项目实施与中期检查第七周:课程设计项目成果展示与评价教学内容与教材关联性:本课程教学内容依据教材章节进行组织,确保学生能够循序渐进地掌握MATLAB编程技能。

matlab有关的课程设计

matlab有关的课程设计

matlab有关的课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握MATLAB的基本语法、操作方法和编程技巧,能够运用MATLAB进行简单的数学计算、数据分析、图形绘制等。

通过本课程的学习,学生应达到以下具体目标:1.理解MATLAB的基本概念,如变量、矩阵、数组等。

2.掌握MATLAB的基本语法和操作,如运算符、函数、循环和条件语句等。

3.了解MATLAB的图形绘制功能,能够绘制基本的二维和三维图形。

4.能够使用MATLAB进行简单的数学计算,如线性代数运算、微积分运算等。

5.能够使用MATLAB进行数据分析和处理,如数据排序、滤波、拟合等。

6.能够使用MATLAB进行图形绘制,如绘制曲线图、柱状图、3D图等。

情感态度价值观目标:1.培养学生对计算机编程的兴趣和好奇心,提高学生的自主学习能力。

2.培养学生运用MATLAB解决实际问题的能力,培养学生的创新思维和实践能力。

二、教学内容根据课程目标,本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.MATLAB概述:介绍MATLAB的发展历程、功能特点和应用领域。

2.MATLAB基本语法和操作:包括变量、矩阵、数组、运算符、函数等的基本操作和方法。

3.MATLAB编程技巧:包括循环语句、条件语句、函数句柄等编程方法。

4.MATLAB图形绘制:包括二维图形、三维图形、图形编辑等绘图方法。

5.MATLAB应用案例:结合实际案例,介绍MATLAB在数学计算、数据分析、图形绘制等方面的应用。

三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下几种教学方法:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握MATLAB的基本概念和语法。

2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解MATLAB在实际问题中的应用。

3.实验法:通过上机实验,使学生熟悉MATLAB的操作方法和编程技巧。

4.小组讨论法:通过小组讨论,促进学生之间的交流与合作,提高学生的解决问题能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本课程将准备以下教学资源:1.教材:《MATLAB入门教程》等。

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郑州轻工业学院课程设计任务书题目基于双线性Z变换法的IIR数字带阻滤波器设计专业、班级电子信息工程学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等:主要内容:利用MATLAB软件读取一段含有噪声的.wav格式的语音信号,然后基于FFT对该信号进行频谱分析;基于含噪语音信号的频谱确定滤波器的参数,利用双线性Z变换法设计IIR数字带阻滤波器,并利用所设计的滤波器对信号进行滤波处理。

比较滤波前后语音信号的时域波形及频谱,分析滤波前后的语音变化。

基本要求:1、基于含噪语音信号的频谱确定滤波器的参数;2、基于双线性Z变换法分别设计一个巴特沃斯IIR数字带阻滤波器和切比雪夫IIR 数字带阻滤波器;3、掌握利用wavread函数读取、播放.wav格式语音信号的方法;4、对语音信号进行滤波,绘制滤波前后信号的时域波形及频谱;5、回放语音信号,分析滤波前后的语音变化。

主要参考资料:1、从玉良.数字信号处理原理及其MATLAB实现[M].北京:电子工业出版社.2009.72、胡广书.数字信号处理理论、算法与实现[M].北京:清华大学出版社.2003,8完成期限:2010.6.22—2010.6.26指导教师签名:课程负责人签名:2013年6月22日郑州轻工业学院课程设计说明书题目:基于双线性Z变换法的IIR数字带阻滤波器设计姓名:院(系):电子信息工程专业班级:电信工程学号:指导教师:蔡超峰成绩:时间:2015 年 6 月29日至2015 年7 月 3 日目录1引言............................................ 错误!未定义书签。

2课程设计要求. (3)2.1课程设计题目 (3)2.2课程设计目的 (3)2.3设计要求 (4)2.4数字滤波器的基本概念 (5)2.5数字滤波器设计的基本步骤 (5)2.5.1确定指标 (5)2.5.2模型逼近 (6)2.5.3实现性能分析和计算机仿真 (6)3 IIR数滤波器设计的原理与方法字 (6)3.1 IIR数字滤波器设计的原理 (6)3.2 IIR 数字滤波器设计的基本方法 (8)4 IIR带阻滤波器的MATLAB 设计 (9)4.1 IIR带阻滤波器的设计流程 (9)5 IIR带阻滤波器的仿真结果及波形 (10)6 IIR带阻滤波器的仿真结果分析 (14)总结 (16)参考文献 (17)1.引言在现代通信系统中,由于信号中经常混有各种复杂成分,所以很多信号的处理和分析都是基于滤波器而进行的。

数字滤波器可以理解为是一个计算程序或算法,将代表输入信号的数字时间序列转化为代表输出信号的数字时间序列,并在转化过程中,使信号按预定的形式变化。

数字滤波器有多种分类,根据数字滤波器冲激响应的时域特征,可将数字滤波器分为两种,即无限长冲激响应(IIR)滤波器和有限长冲激响应(FIR)滤波器。

但是,传统的数字滤波器的设计使用繁琐的公式计算,改变参数后需要重新计算,从而在设计滤波器尤其是高阶滤波器时工作量很大。

利用MATLAB信号处理箱(Signal Processing Toolbox)可以快速有效地实现数字滤波器的设计与仿真。

本文设计一个IIR数字带阻滤波器。

IIR数字滤波器具有无限宽的冲激响应,与模拟滤波器相匹配,所以IIR滤波器的设计可以采取在模拟滤波器设计的基础上进一步变换的方法。

其设计方法主要有经典设计法、直接设计法和最大平滑滤波器设计法。

在对滤波器实际设计时,整个过程的运算量是很大的。

设计完成后对已设计的滤波器的频率响应要进行校核,要得到幅频、相频响应特性,运算量也是很大的。

平时所要设计的数字滤波器,阶数和类型并不一定是完全给定的,很多时候要根据设计要求和滤波效果不断地调整,以达到设计的最优化。

在这种情况下,滤波器设计就要进行大量复杂的运算,单纯的靠公式计算和编制简单的程序很难在短时间内完成。

利用MATLAB强大的计算功能进行计算机辅助设计,可以快速有效地设计数字滤波器,大大地简化了计算量。

滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过,而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。

当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内,可使用滤波器有效的抑制干扰。

用LC网络组成的无源滤波器在低频范围内有体积重量大,价格昂贵和衰减大等缺点,而用集成运放和RC网络组成的有源滤波器则比较适用于低频,此外,它还具有一定的增益,且因输入与输出之间有良好的隔离而便于级联。

由于大多数反映生理信息的光电信号具有频率低、幅度小、易受干扰等特点,因而RC有源滤波器普遍应用于光电弱信号检测电路中数字滤波器的实用型式很多,大略可分为有限冲激响应型和无限冲激响应型两类,可用硬件和软件两种方式实现。

在硬件实现方式中,它由加法器、乘法器等单元所组成,这与电阻器、电感器和电容器所构成的模拟滤波器完全不同。

数字信号处理系统很容易用数字集成电路制成,显示出体积小、稳定性高、可程控等优点。

数字滤波器也可以用软件实现。

软件实现方法是借助于通用数字计算机按滤波器的设计算法编出程序进行数字滤波计算。

带阻滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带阻滤波器的概念相对。

一个模拟带阻滤波器的例子是电阻-电感-电容电路(RLC circuit)。

这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来产生.2.课程设计要求2.1课程设计题目数字滤波系统的MATLAB实现与分析——双线性变换法设计数字带阻IIR滤波器2.2课程设计目的通过本次综合设计,运用已学的课程知识,根据题目要求进行软件仿真设计和调试,对《数字信号处理》课程中涉及的滤波器原理和设计方法有一定的感性认识和实践操作能力,从而加深对本课程知识点的理解,使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等方面有显著提高。

学会MATLAB的使用,掌握MATLAB的程序设计方法;掌握在Windows环境下语音信号采集的方法;掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法;掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法;学会用MATLAB对信号进行分析和处理。

2.3设计要求本设计的主要内容包括掌握数字信号处理的基础知识和利用MATLAB软件进行编程,利用几种常见的数字滤波器对信号进行处理,并对过滤结构进行分析。

具体要求包括以下几个方面:(1)滤波器与数字信号处理的理论知识学习和分析通过查找、学习相关文献资料,掌握滤波器与数字信号处理的基本理论知识,掌握滤波器设计的方法和基础知识,掌握滤波器过滤信号的基本过程和原理,并对相应信号进行时域和频域分析,理解信号的频谱变化的特点。

(2)利用MATLAB对上述过程进行仿真利用MATLAB软件进行相应的设计,实现滤波器对信号的过滤处理。

(3)结果分析利用滤波器处理相应信号,对过滤结果进行分析,对比处理前后的信号频率的衰变,说明信号过滤的情况好坏,并分析该类型的滤波器的优缺点和适用场合。

2.4数字滤波器的基本概念滤波器的种类很多,从功能上可分为低通、高通、带通和带阻滤波器,每一种又有模拟滤波器和数字滤波器两种形式。

如果滤波器的输人和输出都是离散时间信号,则该滤波器的冲击响应也必然是离散的,这种滤波器称之为数字滤波器。

数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统,通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。

数字滤波器也是具有一定传输选择特性的数字信号处理装置,其输入、输出均为数字信号,实质上是一个由有限精度算法实现的线性时不变离散系统。

它的基木工作原理是利用离散系统特性对系统输人信号进行加工和变换,改变输入序列的频谱或信号波形,让有用频率的信号分量通过,抑制无用的信号分量输出。

2.5数字滤波器设计的基本步骤数字滤波器的设计要经过如下三个步骤:2.5.1确定指标在设计一个滤波器之前,必须首先根据工程实际的需要确定滤波器的技术指标。

在很多实际应用中,数字滤波器常常被用来实现选频操作。

因此,指标的形式一般在频域中给出幅度和相位响应。

2.5.2模型逼近一旦确定了技术指标,就可利用已学习过的基本原理和关系式,提出一个滤波器模型来逼近给定的指标体系。

这是滤波器设计所要研究的主要问题。

2.5.3实现性能分析和计算机仿真以上两步的结果得到的滤波器,通常是以差分方程、系统函数或脉冲响应描述的。

根据这个描述就可以分析其频率特性和相位特性、以验证设计结果是否满足指标要求;或者利用计算机仿真实现设计的滤波器,再分析滤波结果来判断。

3.IIR数字滤波器设计的原理与方法3.1 IIR数字滤波器设计的原理IIR 数字滤波器具有无限持续时间冲激响应,需要用递归模型来实现,其系统函数为:1()()()1M k k k Nk k k b z Y z H z X z a z -=-===-∑∑ (2.1)设计IIR 滤波器的任务就是寻求一个因果、物理上可实现的系统函数H (z) ,使其频率响应()jw H e 满足所希望得到的频域指标,即符合给定的通带截止频率、阻带截止、通带衰减和阻带衰减.。

利用冲激响应不变法设计数字滤波器时可能会导致频域混叠现象,为了克服这一问题,需要找到由s 平面到z 平面的另外的映射关系,这种关系应保证:1) s 平面的整个j Ω轴仅映射为z 平面单位圆上的一周;2) 若G(s)是稳定的,由G(s)映射得到的H(z)也应该是稳定的;3) 这种映射是可逆的,既能由G(s)得到H(z),也能由H(z)得到G(s);4)如果G(j0)=1,那么0()j H e =1。

双线性Z变换满足以上4个条件的映射关系,其变换公式为211s z s T z -=+ (2.2)双线性Z变换的基本思路:首先将整个S平面压缩到一条从-π/Ts 变换到2π/Ts的横带里,然后通过标准的变换关系sT z e =将横带变换到整个Z平面上去,这样就得到了S平面与Z平面间的一一对应的单值关系。

3.2 IIR 数字滤波器设计的基本方法IIR 数字滤波器的设计方法有两类,一类是借助于模拟滤波器的设计方法设计出模拟滤波器,利用冲激响应不变法或双线性变换法转换成数字滤波器,再用硬件或软件实现;另一类是直接在频域或时域中进行设计,设计时需要计算机作辅助工具。

随着MATLAB 软件尤其是MATLAB 的信号处理工作箱的不断完善,不仅数字滤波器的计算机辅助设计有了可能,而且还可以使设计达到最优化。

IIR 数字滤波器设计的基本步骤如下:(1) 根据任务,确定性能指标。

在设计一个滤波器之前,首先根据工程实际的需要确定滤波器的技术指标如:边界频率:ωp ,ωs ,ωc ;阻带最小衰减As 和通带最大衰减Rp;(2) 将数字滤波器的技术指标转换成模拟滤波器指标。

利用冲激响应不变法与双线性变换法进行频率间的转换,主要是边界频率Wp与Ws 的转换。

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