数字滤波器的设计课程设计
实验四IIR数字滤波器的设计(1)(2)课案
实验四 IIR 数字滤波器的设计及网络结构一、实验目的1．了解IIR 数字滤波器的网络结构。
2.掌握模拟滤波器、IIR 数字滤波器的设计原理和步骤。
3．学习编写数字滤波器的设计程序的方法。
二、实验内容数字滤波器：是数字信号处理技术的重要内容。
它的主要功能是对数字信号进行处理，保留数字信号中的有用成分，去除信号中的无用成分。
1．数字滤波器的分类滤波器的种类很多，分类方法也不同。
（1）按处理的信号划分：模拟滤波器、数字滤波器 （2）按频域特性划分；低通、高通、带通、带阻。
（3）按时域特性划分：FIR 、IIR2．IIR 数字滤波器的传递函数及特点数字滤波器是具有一定传输特性的数字信号处理装置。
它的输入和输出均为离散的数字信号，借助数字器件或一定的数值计算方法，对输入信号进行处理，改变输入信号的波形或频谱，达到保留信号中有用成分去除无用成分的目的。
如果加上A/D 、D/A 转换，则可以用于处理模拟信号。
设IIR 滤波器的输入序列为x(n)，则IIR 滤波器的输入序列x(n)与输出序列y(n)之间的关系可以用下面的方程式表示：1()()()M Ni j i j y n b x n i a y n j ===-+-∑∑（5-1）其中，j a 和i b 是滤波器的系数，其中j a 中至少有一个非零。
与之相对应的差分方程为：10111....()()()1....MM NN b b z b z Y z H Z X z a z a z ----++==++ （5-2）由传递函数可以发现无限长单位冲激响应滤波器有如下特点： （1） 单位冲激响应h(n)是无限长的。
（2） 系统传递函数H(z)在有限z 平面上有极点存在。
（3） 结构上存在着输出到输入的反馈，也就是结构上是递归型的。
3．IIR 滤波器的结构IIR 滤波器包括直接型、级联型和并联型三种结构：① 直接型：优点是简单、直观。
但由于系数bm 、a k 与零、极点对应关系不明显，一个bm 或a k 的改变会影响H(z)所有零点或极点的分布，所以一方面，bm 、a k 对滤波器性能的控制关系不直接，调整困难；另一方面，零、极点分布对系数变化的灵敏度高，对有限字长效应敏感，易引起不稳定现象和较大误差。
数字滤波器的设计课程设计
数字滤波器的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字滤波器的概念、分类和工作原理；2. 掌握数字滤波器的设计方法和步骤；3. 学会使用计算机辅助设计软件（如MATLAB）进行数字滤波器的设计与仿真。
技能目标：1. 能够分析给定信号的频率特性，并根据需求选择合适的数字滤波器类型；2. 能够运用所学的数字滤波器设计方法，独立完成简单数字滤波器的参数计算和结构设计；3. 能够利用计算机辅助设计软件，对所设计的数字滤波器进行性能分析和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字信号处理技术的兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，强调理论与实践相结合；3. 培养学生团队协作意识，提高沟通与表达能力。
课程性质：本课程为电子信息工程及相关专业高年级的专业课程，旨在帮助学生掌握数字滤波器的基本原理和设计方法，培养实际工程应用能力。
学生特点：学生已具备一定的电子技术和信号处理基础知识，具有较强的学习能力和实践操作能力。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论教学与实际应用相结合，强化实践环节，提高学生的实际操作能力和工程素养。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程项目中，达到学以致用的目的。
同时，注重培养学生的团队协作能力和沟通表达能力，提升其综合素质。
二、教学内容1. 数字滤波器概述- 定义、作用和分类- 基本工作原理2. 数字滤波器设计方法- 理论基础：Z变换、傅里叶变换- 设计步骤：需求分析、类型选择、参数计算、结构设计3. 常见数字滤波器设计- 低通滤波器- 高通滤波器- 带通滤波器- 带阻滤波器4. 计算机辅助设计软件应用- MATLAB滤波器设计工具箱介绍- 使用MATLAB进行数字滤波器设计与仿真5. 数字滤波器性能分析- 频率特性分析- 幅频特性与相频特性- 群延迟特性6. 实践项目与案例分析- 设计实例：基于实际需求的数字滤波器设计- 性能分析：对设计结果进行性能评估与优化教学内容安排与进度：1. 数字滤波器概述（2课时）2. 数字滤波器设计方法（4课时）3. 常见数字滤波器设计（4课时）4. 计算机辅助设计软件应用（2课时）5. 数字滤波器性能分析（2课时）6. 实践项目与案例分析（4课时）教材关联章节：1. 数字滤波器概述：《数字信号处理》第一章2. 数字滤波器设计方法：《数字信号处理》第三章3. 常见数字滤波器设计：《数字信号处理》第四章4. 计算机辅助设计软件应用：《MATLAB数字信号处理》第二章5. 数字滤波器性能分析：《数字信号处理》第五章三、教学方法1. 讲授法：- 在数字滤波器概述、设计方法及性能分析等理论部分，采用讲授法进行教学，系统地传授相关知识；- 结合多媒体课件，以图文并茂的形式，生动形象地展示滤波器的工作原理和设计步骤。
滤波器的课程设计
滤波器的课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解滤波器的基本概念、原理和应用，掌握滤波器的设计和分析方法，培养学生运用滤波器解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解滤波器的基本原理和分类；（2）掌握常用滤波器的设计方法和特性；（3）熟悉滤波器在信号处理、通信等领域的应用。
2.技能目标：（1）能够运用滤波器解决实际问题；（2）具备分析滤波器性能参数的能力；（3）学会使用相关软件工具进行滤波器设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对信号处理和通信领域的兴趣；（2）培养学生勇于探索、创新的精神；（3）培养学生团队协作、沟通交流的能力。
二、教学内容本课程的教学内容分为以下几个部分：1.滤波器的基本概念和原理：介绍滤波器的定义、分类和基本原理。
2.常用滤波器的设计方法：讲解低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器的设计方法。
3.滤波器的特性分析：分析滤波器的截止频率、滤波效果等性能参数。
4.滤波器的应用：介绍滤波器在信号处理、通信等领域的应用实例。
5.滤波器设计软件的使用：教授如何使用相关软件工具进行滤波器设计。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解滤波器的基本概念、原理和设计方法。
2.案例分析法：分析实际应用中的滤波器案例，让学生更好地理解滤波器的作用。
3.实验法：让学生动手设计滤波器，提高实际操作能力。
4.讨论法：分组讨论滤波器的设计和应用问题，培养学生的团队协作能力。
四、教学资源为支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的滤波器教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的滤波器理论知识书籍，方便学生课后深入研究。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，直观展示滤波器的设计和应用。
4.实验设备：准备滤波器设计实验所需的硬件设备，让学生亲自动手实践。
5.软件工具：提供滤波器设计软件的使用教程，方便学生进行虚拟实验。
数字滤波器课程设计
数字滤波器课程设计
数字滤波器是数字信号处理中的重要组成部分，能够对信号进行处理和优化，常被应用在通信系统、音频处理、图像处理等领域。
数字滤波器课程设计是培养学生对数字信号处理的理解和实际操作能力的重要一环。
在进行数字滤波器课程设计时，首先需要学生具备数字信号处理的基础知识，包括采样定理、离散傅立叶变换等内容。
同时，学生需要了解数字滤波器的分类和原理，包括FIR（有限脉冲响应）滤波器和IIR（无限脉冲响应）滤波器的区别与特点。
在课程设计的过程中，可以引导学生通过MATLAB等工具进行数字滤波器的设计和仿真。
例如，可以让学生设计一个低通滤波器，实现对音频信号的降噪处理。
通过调整滤波器的参数，学生可以观察不同滤波器设计对信号频谱的影响，进而加深对数字滤波器原理的理解。
此外，数字滤波器课程设计也可以结合实际应用场景进行，比如音频均衡器的设计。
学生可以设计一个数字均衡器，调整不同频段的增益，实现对音频信号频谱的调整。
通过这样的设计，学生不仅能够掌握数字滤波器的设计方法，还能够将所学知识应用到实际项目中，提升实践能力。
在数字滤波器课程设计的过程中，还可以引导学生进行小组合作，共同完成一个数字滤波器项目。
通过分工合作，可以让学生在实践中体会团队协作的重要性，培养他们解决问题的能力和创新思维。
总的来说，数字滤波器课程设计是培养学生数字信号处理能力的重要环节，通过理论学习与实践结合，学生不仅可以掌握数字滤波器的原理和设计方法，还能够将所学知识运用到实际项目中，提升综合能力和创新意识。
希望通过这样的课程设计，能够为学生的专业发展和科研能力提升提供有力支持。
1。
数字滤波器课程设计
潍坊学院专业课综合课程设计说明书——数字滤波器系部：信息与控制工程学院专业：电子信息工程班级：2100级 2班学生姓名 : 苌金超学号 :指导教师：徐国盛2013年 12月13日目录一、要求及原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2二、原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2三、思路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3四、内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4A、一有源波路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4B、二有源波路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61、二低通波路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62、二高通波路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83、二通波路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9C、用仿真件波器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯121、定性能参数波器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12a 、二低通波器⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 1 2 b 、二高通波器⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 1 3 c 、二通波器⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 1 42、不一样数波器性能比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15D、波器的Matla b仿真⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯161、二低通波器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯162、二高通波器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18五、和剖析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21六、参照文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21一、设计要求在两周的时间内2013-12-02 至 2013-12-12. 依据指导老师 ( 王学礼老师 ) 的要求 , 自已设计电路系统，构成低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
利用 Matlab 或其余仿真软件进行仿真。
有源滤波器由是有源元件和无源元件 ( 一般是 R和 C)共同构成的电滤波器。
数字滤波器的设计(DSP课程设计)
摘要在数字信号处理中,数字滤波器是一种被广泛使用的信号处理部件。
数字滤波器的设计是数字信号处理技术的基础，也是DSP芯片的重要组成部分。
滤波器性能的好坏直接影响着DSP的运行速度和精度，对现代电子技术的发展起决定性作用。
本文针对有限长冲激响应(FIR)数字滤波器的原理,讨论了窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器的基本思路,介绍了用MATLA中数字滤波器设计与分析工具（FDATool）来设计FIR带阻滤波器的方法及在DSP上的实现。
并应用DSP 集成开发环境——CCS实现了达到目标要求的滤波器的设计和仿真。
关键词：FIR，数字滤波器，DSP1.设计内容1.1设计背景数字滤波是数字信号处理的基本方法。
数字滤波与模拟滤波相比有很多优点，它除了可避免模拟滤波器固有的电压漂移、温度漂移和噪声等问题外，还能满足滤波器对幅度和相位的严格要求。
DSP（数字信号处理器）与一般的微处理器相比有很大的区别，它所特有的系统结构、指令集合、数据流程方式为解决复杂的数字信号处理问题提供了便利，本文选用TMS320C54X作为DSP处理芯片，通过对其编程来实现数字滤波器。
对数字滤波器而言,从实现方法上,有有限长冲激响应（FIR）滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器之分。
由于FIR滤波器只有零点,因此这一类系统不像IIR系统那样易取得比较好的通带与阻带衰减特性。
但是FIR系统有自己突出的优点:①系统总是稳定的;②易实现线性相位;③允许设计多通带(阻带)滤波器。
其中后两项是IIR系统不易实现的。
1.2设计要求及技术指标1.2．1 设计要求：已知x1(n)=sin(2*pi*f11*n*T);x2(n)=0.7*sin(2*pi*f12*n*T) x3(n)=0.5*sin(2*pi*f13*n*T);x(n) = x1(n)+ x2(n)+ x3(n)其中：f11=500Hz; f12=2000Hz; f13=4000Hz; fs=10000Hz要求设计一个基于DSP的FIR高通滤波器，把f11和f12滤掉，保留f13。
数字滤波器的课程设计
数字滤波器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字滤波器的概念、分类及基本原理；2. 掌握数字滤波器的数学描述和频率特性分析；3. 学会设计不同类型的数字滤波器，并了解其应用领域。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析数字滤波器的性能，并进行合理选择；2. 掌握使用计算机辅助设计软件（如MATLAB）进行数字滤波器设计与仿真；3. 能够独立完成数字滤波器的搭建和调试，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字信号处理领域的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的团队协作意识，培养沟通与交流能力；3. 提高学生的创新意识，培养解决实际问题的能力。
课程性质：本课程为电子信息类专业高年级的专业课程，旨在使学生掌握数字滤波器的基本原理、设计方法及其在实际应用中的使用。
学生特点：学生具备一定的模拟电子技术、数字电路和信号处理基础知识，具有一定的自学能力和实践操作能力。
教学要求：结合课程性质和学生特点，本课程要求学生通过理论学习和实践操作，将所学知识应用于实际问题，培养具备创新意识和实践能力的优秀人才。
通过分解课程目标，教师可针对性地进行教学设计和评估，确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容1. 数字滤波器概述- 滤波器的作用与分类- 数字滤波器与模拟滤波器的区别2. 数字滤波器原理- 数字信号处理基础- 数字滤波器的数学描述- 数字滤波器的频率特性分析3. 数字滤波器设计方法- 窗函数设计法- 最小二乘设计法- 切比雪夫设计法- 模拟滤波器原型设计法4. 数字滤波器的实现与应用- 数字滤波器的FPGA实现- 数字滤波器的DSP实现- 数字滤波器在通信、语音处理等领域的应用5. 教学实践- 使用MATLAB软件进行数字滤波器设计与仿真- 实际搭建数字滤波器电路，进行调试与分析教材章节及内容安排：第一章：数字滤波器概述（1课时）第二章：数字滤波器原理（4课时）第三章：数字滤波器设计方法（6课时）第四章：数字滤波器的实现与应用（3课时）第五章：教学实践（4课时）进度安排：第一周：第一章、第二章第二周：第三章第三周：第四章、第五章教学内容遵循科学性和系统性原则，结合课程目标进行选择和组织。
实验七 数字滤波器的设计
实验七 数字滤波器的设计一、实验目的1. 掌握PIR 滤波器的原理及方法，熟悉相应的MATLAB 编程。
2. 熟悉线性相位巴特沃斯滤波器的幅频和相频特性。
3. 了解自适应滤波器。
二、实验说明数字滤波器由数字乘法器、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，以达到改变信号频谱的目的。
本实验采用MATLAB 仿真软件对数字滤波器进行设计，主要针对巴特沃斯滤波器、自适应滤波器以及filter 滤波器，采用不同的噪声输入模拟外界对系统的干扰，通过修改各个滤波器的参数达到良好的滤波效果。
三、实验内容及步骤实验（一）：巴特沃斯滤波器的平方幅值响应如下式所示2*()()*()()()()()j j j j j j z eH eH e H e H eH eH z H z ωωωωωω-==⋅==滤波器通带内具有最大平坦的幅值特性，随着频率的增大，平滑性单调下降，且阶数N 越高，响应特性越接近于矩形，过滤带窄，传递函数无零点，极点等距离分布在S 的单位圆上，该滤波器的幅值相应前2n-1阶在处为零。
在MA TLAB 中有专门的内部函数buttap ，其调用的格式为，其中，n 为巴特沃斯滤波阶数，分别是滤波的零点极点和增益。
设计n 阶巴特沃斯滤波器，其传递函数为：12()H (s)=()()()......()n Z s kH s s p s p s p =---1、在电脑上安装MA TLAB 仿真软件，安装完成后会在桌面上生成快捷方式，点击图标启动MA TLAB 仿真软件。
2、在MA TLAB 软件中，新建M 文件，并编制M 文件程序，在命令窗口中运行M 文件，得到滤波器的参数a 、b ，观察并分析滤波器幅频特性和相频特性。
eg ：n=0:0.01:2; [z,p,k]=buttap(3); [b,a]=zp2tf(z,p,k)通过修改各个参数已获得满足系统要求的a 、b 值。
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数字信号及MATLAB实现课程设计报告数字滤波器的设计学院：电气学院班级：姓名：学号：指导老师：2014年1月《数字信号处理及MA TLAB实现》课程设计目录目录 (1)第一章绪论 (2)1.1.1 数字滤波器的优越性 (2)1.1.2 数字滤波器的实现方法 (3)1.1.3主要研究内容 (4)第二章摘要 (5)第三章报告正文 (6)第一节 IIR滤波器的设计 (6)3.1.1流程框图 (6)3.1.2 设计步骤 (6)3.1.3 IIR数字滤波器的设计方法 (7)3.1.4 MATLAB程序 (9)3.1.5 运行结果及分析： (10)第二节 matlab FDATool界面数字滤波器设计 (11)3.2.1 Faldstool (11)3.2.2 用Fdatool进行带通滤波器设计 (13)第三节系统对象滤波器设计 (15)3.3.1设定系统的仿真对象 (15)3.3.2系统对象滤波器设计方法 (15)3.3.3 MATLAB程序仿真设计 (15)第四章总结 (21)参考文献 (22)第一章绪论1.1.1 数字滤波器的优越性数字信号处理由于具有精度高、灵活性强等优点，已广泛应用于图像处理、数字通信、雷达等领域。
数字滤波技术在数字信号处理中占有极其重要的地位，数字滤波器根据其单位脉冲响应可分为IIR（无限长冲激响应滤波器）和FIR（有限长冲激响应滤波器）两类。
IIR滤波器可以用较少的阶数获得很高的选择特性，但在有限精度的运算中，可能出现不稳定现象，而且相位特性不好控制。
数字滤波器本质上是一个完成特定运算的数字计算过程，也可以理解为是一台计算机。
数字滤波器又分为无限冲激响应滤波器(IIR)和有限冲激响应滤波器(FIR)。
FIR滤波器具有不含反馈环路、结构简单以及可以实现的严格线性相位等优点，因而在对相位要求比较严格的条件下，采用FIR数字滤波器。
同时，由于在许多场合下，需要对信号进行实时处理，因而对于单片机的性能要求也越来越高。
由于DSP控制器具有许多独特的结构，例如采用多组总线结构实现并行处理，独立的累加器和乘法器以及丰富的寻址方式，采用DSP控制器就可以提高数字信号处理运算的能力，可以对数字信号做到实时处理。
DSP（数字信号处理器）与一般的微处理器相比有很大的区别，它所特有的系统结构、指令集合、数据流程方式为解决复杂的数字信号处理问题提供了便利，本文选用TMS320C5509作为DSP处理芯片，通过对其编程来实现IIR滤波器。
对数字滤波器而言,从实现方法上，有FIR滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器之分。
由于FIR滤波器只有零点，因此这一类系统不像IIR系统那样易取得比较好的通带与阻带衰减特性。
但是IIR系统与传统的通过硬件电路实现的模拟滤波器相比有以下优点：1、单位冲击响应有无限多项;2、高效率（因为结构简单、系数小、乘法操作较少）3、与模拟滤波器有对应关系4、可以解析控制，强制系统在指定位置为零点5、有极点，在设计时要考虑稳定性6、具有反馈，可能产生噪声、误差累积1.1.2 数字滤波器的实现方法目前数字滤波器的主要实现方法有：1．在通用的微型计算机上用软件实现。
软件可以是自己编写的，也可以使用现成的软件包，这种方法的缺点是速度太慢，不能用于实时系统，只能用于教学和算法的仿真研究。
比如用MATLAB就几乎可以实现所有数字滤波器的仿真。
而且在MATLAB下的部分仿真程序还可以通过转化为C语言，再通过DSP的C 编译器直接在DSP硬件上运行。
2．用DSP(Digital Signal Processing)处理器实现DSP处理器是专为数字信号处理而设计的，如TI公司的TMS320C54x系列，AD公司的ADSP2IX，ADSP210X系列等。
它的主要数字运算单元是一个乘累加器(Multiply-accumulator，MAC)，能够在一个机器周期内完成一次乘累加运算，配有适合于信号处理的指令，具备独特的循环寻址和倒序寻址能力。
这些特点都非常适合数字信号处理中的滤波器设计的有效实现，并且它速度快、稳定性好、编程方便。
3．用固定功能的专用信号处理器实现专用信号处理器采用专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuits)实现，适用于过程固定而又追求高速的信号处理任务，是以指定的算法来确定它的结构，使用各种随机逻辑器件组成的信号处理器。
它们体积小、保密性好，具有极高的性能，但灵活性差。
4．用FPGA等可编程器件来开发数字滤波算法。
由于FPGA产品的迅速发展，人们可以利用Atera、Xilinx等产品，使用其相关开发工具和VHDL等硬件开发语言，通过软件编程用硬件实现特定的数字滤波算法。
这一方法由于具有通用性的特点并可以实现算法的并行运算，无论是作为独立的数字信号处理器，还是作为DSP芯片的协处理器，目前都是比较活跃的研究领域。
比较以上方法可见：可以采用MATLAB等软件来学习数字滤波器的基本知识，计算数字滤波器的系数，研究算法的可行性，对数字滤波器进行前期的设计和仿真。
而后，用DSP处理器或FPGA进行数字滤波的硬件实现。
本课题设计的FIR数字滤波器就是用MATLAB进行设计和仿真，用DSP处理器来实现。
1.1.3主要研究内容本文主要研究了数字滤波器的基本理论和实现方法。
接着研究分析了如何利用MATLAB仿真软件来设计出符合各种要求的数字滤波器，并对所设计的滤波器进行仿真得到系数，本文还应用DSP集成开发环境——CCS调试汇编程序，为后面在DSP上实现提供必要的数据。
本课题选择在TM320C5509 DSP综合实验开发系统平台上进行开发。
最后采用窗函数法在CCS环境下，利用MATLAB仿真得到的滤波器系数，编程实现IIR数字滤波器，得出滤波结果波形，并对结果进行分析与总结。
第二章摘要数字信号处理”是电子信息类专业一门重要的主干课,它利用傅里叶变换和Z变换等数学方法,阐述了离散信号和系统的特性,通过对IIR 和FIR滤波器的设计分析了数字信号处理的实现方法。
本课题主要应用MATLAB软件设计IIR数字滤波器，并对所设计的滤波器进行仿真，仿真结果表明该设计符合要求。
IIR滤波器有以下几个特点：系统函数可以写成封闭函数；采用递归型结构；设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果；需加相位校准网络。
基于以上几点，使我们对IIR滤波器的研究显得不可忽视。
在数字滤波器中，IIR滤波器由于结构简单、运算量下的特点，IIR数字滤波器幅频特性精度很高，不是线性相位的，可以应用于对相位信息不敏感的音频信号上，因而得到了较广泛的应用。
第三章报告正文第一节IIR滤波器的设计3.1.1流程框图开始↓读入数字滤波器技术指标↓将指标转换成归一化模拟低通滤波器的指标↓设计归一化的模拟低通滤波器阶数N和3db截止频率↓模拟域频率变换，将G(P)变换成模拟带通滤波器H(s)↓用双线性变换法将H(s)转换成数字带通滤波H(z)↓输入信号后显示相关结果↓结束3.1.2 设计步骤(1)根据任务,确定性能指标:在设计带通滤波器之前,首先根据工程实际的需要确定滤波器的技术指标:带通滤波器的阻带边界频率关于中心频率ωp0几何对称，因此ws1=wp0- (ws2-wp0)=0.3π通带截止频率wc1=0.4π,wc2=0.6π;阻带截止频率wr1=0.3π，wr2=0.7π；阻带最小衰减αs=3dB和通带最大衰减αp=15dB;(2)用Ω=2/T*tan(w/2)对带通数字滤波器H(z)的数字边界频率预畸变，得到带通模拟滤波器H(s)的边界频率主要是通带截止频率ωp1,ωp2;阻带截止频率ωs1，ωs2的转换。
为了计算简便，对双线性变换法一般T=2s通带截止频率wc1=(2/T)*tan(wp1/2)=tan(0.4π/2)=0.7265wc2=(2/T)*tan(wp2/2)=tan(0.6π/2)=1.3764 阻带截止频率wr1=(2/T)*tan(ws1/2)=tan(0.3π/2)=0.5095wr2=(2/T)*tan(ws2/2)=tan(0.7π/2)=1.9626 阻带最小衰减αs=3dB和通带最大衰减αp=15dB;(3)运用低通到带通频率变换公式λ=(((Ω^2)-(Ω0^2))/(B*Ω))将模拟带通滤波器指标转换为模拟低通滤波器指标。
B=wc2-wc1=0.6499normwr1=(((wr1^2)-(w0^2))/(B*wr1))=2.236normwr2=(((wr2^2)-(w0^2))/(B*wr2))=2.236normwc1=(((wc1^2)-(w0^2))/(B*wc1))=1normwc2=(((wc2^2)-(w0^2))/(B*wc2))=1得出，normwc=1，normwr=2.236模拟低通滤波器指标：normwc=1，normwr=2.236，αp=3dB，αs=15Db (4)设计模拟低通原型滤波器。
用模拟低通滤波器设计方法得到模拟低通滤波器的传输函数Ha(s);借助巴特沃斯(Butterworth)滤波器、切比雪夫(Chebyshev)滤波器、椭圆(Cauer)滤波器、贝塞尔(Bessel)滤波器等。
(5)调用lp2bp函数将模拟低通滤波器转化为模拟带通滤波器。
(6)利用双线性变换法将模拟带通滤波器Ha(s)转换成数字带通滤波器H(z).3.1.3 IIR数字滤波器的设计方法目前，IIR数字滤波器设计最通用的方法是借助于模拟滤波器的设计方法。
模拟滤波器设计已经有了一套相当成熟的方法，它不但有完整的设计公式，而且还有较为完整的图表供查询，因此，充分利用这些已有的资源将会给数字滤波器的设计带来很大方便，IIR数字滤波器的设计步骤是：(1)按一定规则将给出的数字滤波器的技术指标转换为模拟滤波器的技术指标；(2)根据转换后的技术指标设计模拟低通滤波器H(s)；(3)在按一定规则将H(s)转换为H(z)。
若所设计的数字滤波器是低通的，那么上述设计工作可以结束，若所设计的是高通、带通或者带阻滤波器，那么还有步骤：(4)将高通、带通或者带阻数字滤波器的技术指标先转化为低通滤波器的技术指标，然后按上述步骤(2)设计出模拟低通滤波器H(s)，再由冲击响应不变法或双线性变换将H(s)转换为所需的H(z)。
s - z 映射的方法有：冲激响应不变法、阶跃响应不变法、双线性变换法等。
下面讨论双线性变换法。
双线性变换法是指首先把s 平面压缩变换到某一中介平面s1 的一条横带(宽度为2πT,即从- πT 到πT) ,然后再利用T s e z 1=的关系把s1平面上的这条横带变换到整个z 平面。
这样s 平面与z 平面是一一对应关系, 消除了多值变换性, 也就消除了频谱混叠现象。