低通滤波器设计课题研究报告
低通滤波器实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除低通滤波器实验报告篇一：绝对经典的低通滤波器设计报告经典无源低通滤波器的设计团队：梦知队团结奋进，求知创新，追求卓越，放飞梦想队员：日期：20XX.12.10目录第一章一阶无源Rc低通滤波电路的构建 (3)1.1理论分析 (3)1.2电路组成 (4)1.3一阶无源Rc低通滤波电路性能测试 (5)1.3.1正弦信号源仿真与实测 (5)1.3.2三角信号源仿真与实测 (10)1.3.3方波信号源仿真与实测 (15)第二章二阶无源Lc低通滤波电路的构建 (21)2.1理论分析 (21)2.2电路组成 (22)2.3二阶无源Lc带通滤波电路性能测试 (23)2.3.1正弦信号源仿真与实测 (23)2.3.2三角信号源仿真与实测 (28)2.3.3方波信号源仿真与实测 (33)第三章结论与误差分析 (39)3.1结论 (39)3.2误差分析 (40)第一章一阶无源Rc低通滤波电路的构建1.1理论分析滤波器是频率选择电路，只允许输入信号中的某些频率成分通过，而阻止其他频率成分到达输出端。
也就是所有的频率成分中，只是选中的部分经过滤波器到达输出端。
低通滤波器是允许输入信号中较低频率的分量通过而阻止较高频率的分量。
图1Rc低通滤波器基本原理图当输入是直流时，输出电压等于输入电压，因为xc无限大。
当输入频率增加时，xc减小，也导致Vout逐渐减小，直到xc=R。
此时的频率为滤波器的特征频率fc。
解出，得：在任何频率下，应用分压公式可得输出电压大小为：因为在＝为：时，xc=R，特征频率下的输出电压用分压公式可以表述这些计算说明当xc=R时，输出为输入的70.7%。
按照定义，此时的频率称为特征频率。
1.2电路组成图2-一阶Rc电路multisim仿真电路原理图图3-一阶Rc实物电路原理图电路参数：c=1.0μFR1=50ΩR2=50ΩR3=20ΩR4=20ΩR5=20Ω1.3一阶无源Rc滤波器电路性能测试1.3.1正弦信号仿真与实测对于一阶无源Rc滤波器电路，我们用100hz、1000hz、10000hz三种不同正弦频率信号检测，其仿真与实测电路图如下：篇二：低通滤波器的设计沈阳航空航天大学课程设计（说明书）班级/学号学生姓名指导教师沈阳航空航天大学课程名称电子技术综合课程设计院（系）专业班级学号姓名课程设计题目低通滤波器的设计课程设计时间:年月日至年月1日课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一个低通滤波器。
低通滤波器-实验报告
1.概述低通滤波器ＬＰＦ是滤除噪声用得最多的滤波器。
由于高阶有源低通滤波器的每个滤波节皆由二阶滤波器和一阶滤波器组成。
我们设计一个巴特沃兹二阶有源低通滤波器。
并使用电子电路仿真软件进行性能仿真。
（2）巴特沃斯低通滤波器的幅频特性为：n c uo u A j A 211)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωω . . . . . . （1）其中Auo 为通带内的电压放大倍数，ωC 为截止角频率，n 称为滤波器的阶。
从（1）式中可知，当ω=0时，（1）式有最大值1；ω=ωC 时，（1）式等于0.707，即Au 衰减了 3dB ；n 取得越大，随着ω的增加，滤波器的输出电压衰减越快，滤波器的幅频特性 越接近于理想特性。
当 ω>>ωC 时， n c uo u A j A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≈ωωω1)( . . . . . . （2） 两边取对数，得：lg 20cuo u n A j A ωωωlg 20)(-≈ . . . . . . （3） 此时阻带衰减速率为： -20ndB/十倍频或-6ndB/倍频，该式称为计算公式。
2.工作原理图图2-1低通滤波器原理图2-2低通滤波器原理图工作原理：（1）滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统。
滤波处理可以利用模拟电路实现，也可以利用数字运算处理系统实现。
滤波器的工作原理是当信号与噪声分布在不同频带中时，可以在频率与域中实现信号分离。
在实际测量系统中，噪声与信号的频率往往有一定的重叠，如果重叠不严重，仍可利用滤波器有效地抑制噪声功率，提高测量精度。
任何复杂地滤波网络，可由若干简单地、相互隔离地一阶与二阶滤波电路级联等效构成。
一阶滤波电路只能构成低通和高通滤波器，而不能构成带通和带阻。
可先设计一个一阶滤波电路来熟悉电路设计思路以及器件使用要求和软件地进一步学习。
有源滤波器地设计，主要包括确定传递函数，选择电路结构，选择有源器件与计算无源元件参数四个过程。
巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。
低通滤波器设计课题研究报告
1、课题背景滤波器是具有一定传输选择特性的、对信号进行加工处理的装置，它允许输入信号中的一些成分通过，抑制或衰减另一些成分。
其功能是将输入信号变换为人们所需要的输出信号。
滤波器按照处理的信号不同可分为模拟滤波器和数字滤波器；按功能不同可分为低通、高通、带通和带阻。
本次课设是完成低通滤波器的设计，目前常用的方法有模拟滤波器设计的巴特沃斯和切比雪夫滤波器以及数字滤波器设计的冲激响应不变法和双线性变换法。
巴特沃斯滤波器的频率特性曲线，无论在通带还是阻带都是频率的单调减函数。
因此，当通带边界处满足指标要求时，通带内肯定会有较大富余量。
因此，更有效的设计方法应该是将逼近精确度均匀地分布在整个通带内，或者均匀分布在整个阻带内，或者同时均匀分布在两者之内。
这样，就可以使滤波器阶数大大降低。
切比雪夫滤波器的幅频特性就具有这种等波纹特性。
它有两种形式：振幅特性在通带内是等波纹的、在阻带内是单调下降的切比雪夫Ⅰ型滤波器；振幅特性在通带内是单调下降、在阻带内是等波纹的切比雪夫Ⅱ型滤波器。
脉冲响应不变法的优点是频率变换关系是线性的，即ω=ΩT，如果不存在频谱混叠现象，用这种方法设计的数字滤波器会很好地重现原模拟滤波器的频响特性。
另外一个优点是数字滤波器的单位脉冲响应完全模仿模拟滤波器的单位冲激响应波形，时域特性逼近好。
但是，有限阶的模拟滤波器不可能是理想带限的，所以，脉冲响应不变法的最大缺点是会产生不同程度的频率混叠失真，其适合用于低通、带通滤波器的设计，不适合用于高通、带阻滤波器的设计。
双线性变换法的优点：避免了频率响应的混叠，数字域频率与模拟频率之间是单值映射。
缺点：除了零频附近外，数字域频率与模拟频率之间存在严重非线性。
2、方案设计2.1、模拟滤波器2.1.1、巴特沃斯滤波器具有单调下降的幅频特性 2.1.1.1、设计步骤1、由技术指标要求确定滤波器阶次对于本次课设，已经要求是三阶，故此步可省略 2、由阶次确定归一化后的表达式对于3阶的归一化表达式为：1221)(23+++=p p p p H （1）3、由截止频率去归一化 令cw ps =代入上式得到去归一化后的结果（c w 是截止角频率，当Hz f c 100=时，s rad w c /628=）：)10945.3628)(8.627(1048.2)(528⨯+++⨯=s s s s H 2.1.1.2、仿真验证设计的滤波器的频域特性曲线如下图：101102103104-270-225-180-135-90-450P h a s e (d e g )Bode DiagramFrequency (rad/sec)-80-70-60-50-40-30-20-100M a g n i t u d e (d B )幅频特性曲线在s rad w c /628=（Hz f c 100=）处开始下降，满足设计要求。
低通滤波器实验报告
低通滤波器实验报告实验报告：低通滤波器引言：低通滤波器是一种常见的信号处理工具，在很多领域都有广泛的应用，例如音频处理、图像处理、通信系统等。
在本实验中，我们将实验搭建一个低通滤波器电路，并通过实验验证其滤波效果和频率特性。
本实验将通过实验现象、理论分析和实验数据对实验进行详细的描述和分析。
实验目的：1.掌握低通滤波器的搭建方法，并了解其原理；2.利用示波器和信号发生器对滤波器的频率特性进行测量，并与理论计算结果进行对比；3.分析滤波器的性能和适用范围。
实验器材：1.信号发生器2.示波器3.可调电阻和电容4.电缆和接线板5.电源实验步骤：1.按照低通滤波器的电路图搭建电路，并连接信号发生器和示波器；2.调节信号发生器的频率为10kHz，幅值为1V；3.通过示波器观察输出信号，并记录实验现象；4.调节信号发生器的频率，依次记录并观察输出信号的变化；5.根据实验数据，绘制频率-幅值曲线，并与理论计算结果进行对比；6.根据实验结果，分析低通滤波器的性能和适用范围。
实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们得到了低通滤波器的频率-幅值曲线。
根据曲线可以清楚地看到，随着频率的增加，输出信号的幅值逐渐减小。
这是因为低通滤波器的设计初衷是将低频信号通过，而高频信号被滤除。
通过理论计算，我们可以得到滤波器的截止频率。
截止频率是指滤波器输出信号幅值下降到输入信号幅值的70.7%时的频率。
通过与实际测量的截止频率进行对比，可以评估滤波器的性能。
实验与理论结果的一致性表明滤波器具有良好的性能。
此外，还可以通过调节电阻和电容的值来改变低通滤波器的截止频率。
这将使滤波器适应不同频率要求的应用场景。
实验总结：通过本次实验，我们成功搭建了低通滤波器电路，并通过实验观察、数据记录和理论分析，验证了滤波器的性能和频率特性。
实验结果表明低通滤波器可以有效地滤除高频信号，从而使得低频信号得到保留。
在实际应用中，低通滤波器广泛应用于音频处理、图像处理和通信系统等领域。
低通滤波器 实验报告
低通滤波器实验报告低通滤波器实验报告引言：低通滤波器是一种信号处理中常用的滤波器，它能够通过滤除高频信号，使得低频信号能够更好地传递。
在本次实验中，我们将通过搭建一个低通滤波器电路来验证其滤波效果，并探讨其在实际应用中的意义。
实验目的：1. 了解低通滤波器的基本原理和工作方式；2. 掌握低通滤波器的搭建方法；3. 验证低通滤波器的滤波效果；4. 探讨低通滤波器在音频处理、图像处理等领域的应用。
实验装置和材料：1. 函数信号发生器；2. 电阻、电容、电感等元件；3. 示波器；4. 电源；5. 连接线等。
实验步骤：1. 搭建低通滤波器电路，根据实验要求选择合适的电阻、电容和电感等元件；2. 连接信号发生器的输出端与滤波器电路的输入端，连接示波器的输入端与滤波器电路的输出端；3. 调节信号发生器的频率和幅度，观察示波器上输出波形的变化；4. 记录实验数据，包括输入信号的频率和幅度，以及滤波器输出信号的频率和幅度；5. 分析实验结果，验证低通滤波器的滤波效果；6. 结合实际应用场景，探讨低通滤波器的应用意义。
实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们可以得出以下结论：1. 当输入信号的频率超过低通滤波器的截止频率时，滤波器会滤除部分高频信号，使得输出信号的频率降低；2. 随着输入信号频率的逐渐增加，输出信号的幅度逐渐减小，表明低通滤波器对高频信号的衰减效果较好；3. 在滤波器的截止频率附近，输出信号的幅度变化较大，这是由于低通滤波器的频率响应特性所致。
实际应用：低通滤波器在实际应用中有着广泛的应用，下面以音频处理和图像处理为例进行说明。
音频处理：在音频处理中，低通滤波器可以用来消除噪声和杂音，提高音频信号的质量。
例如，在音乐录音过程中，为了保持原始音频信号的纯净度，可以使用低通滤波器滤除高频噪声，使得音频更加清晰。
图像处理：在图像处理中，低通滤波器可以用来平滑图像，去除图像中的高频细节，使得图像更加柔和。
低通滤波器设计实验报告
低通滤波器设计实验报告 Prepared on 22 November 2020低通滤波器设计 一、设计目的1、学习对二阶有源RC 滤波器电路的设计与分析；2、练习使用软件ORCAD （PISPICE ）绘制滤波电路；3、掌握在ORCAD （PISPICE ）中仿真观察滤波电路的幅频特性与相频特性曲线 。
二、设计指标1、设计低通滤波器截止频率为W=2*10^5rad/s;2、品质因数Q=1/2;三、设计步骤1、考虑到原件分散性对整个电路灵敏度的影响，我们选择R1=R2=R,C1=C2=C ，来减少原件分散性带来的问题；2、考虑到电容种类比较少，我们先选择电容的值，选择电容C=1nF;3、由给定的Wp 值,求出R 12121C C R R Wp ==RC1=2*10^5 解得：R=5K4、根据给定的Q ，求解K Q=2121C C R R /K)RC -(1+r2)C1+(R1=K-31 解得：K=3-Q 1=5、根据求出K 值，确定Ra 与Rb 的值Ra=2K=1+RbRa=Rb这里取 Ra=Rb=10K;四、电路仿真1、电路仿真图：2、低通滤波器幅频特性曲线3、低通滤波器相频特性曲线注：改变电容的值：当C1=C2=C=10nF时低通滤波器幅频特性曲线低通滤波器相频特性曲线五、参数分析1、从幅频特性图看出：该低通滤波器的截止频率大约33KHz,而我们指标要求设计截止频率f= Wp/2=存在明显误差；2、从幅频特性曲线看出，在截至频率附近出现凸起情况,这是二阶滤波器所特有的特性；3、从相频特性曲线看出，该低通滤波器的相频特性相比比较好。
4、改变电容电阻的值，发现幅频特性曲线稍有不同，因此，我们在设计高精度低误差的滤波器时一定要注意原件参数的选择。
六、设计心得:通过对给定参数指标的地滤波器的仿真设计，一方面学会了在PISPICE 下绘制电路以及对电路的仿真，由于其他各种滤波器都是由低通滤波器变换而来，所以选择最基础的低通滤波器来设计。
低通滤波器实验报告
一、实验目的1. 了解低通滤波器的基本原理和设计方法；2. 掌握低通滤波器的性能指标，如截止频率、通带增益、阻带衰减等；3. 学会使用实验仪器对低通滤波器进行测试和调整；4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理低通滤波器是一种允许低频信号通过而抑制高频信号的电子滤波器。
根据滤波器的设计方法，低通滤波器可分为有源低通滤波器和无源低通滤波器。
1. 有源低通滤波器：由运算放大器、电阻和电容等元件组成，具有电路简单、易于调整等优点。
其基本原理是利用电容的充放电特性来实现信号的低通功能。
2. 无源低通滤波器：由电阻和电容等元件组成，无源滤波器不具备放大作用，但其电路结构简单，成本较低。
其基本原理是利用电容和电阻的阻抗特性来实现信号的低通功能。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器：提供不同频率和幅值的正弦波信号；2. 示波器：观察和分析滤波器输出信号的波形和幅度；3. 函数信号发生器：提供正弦波、方波、三角波等信号；4. 电阻、电容等元件：组成低通滤波器电路；5. 万用表：测量电路中的电压和电流。
四、实验内容与步骤1. 设计有源低通滤波器电路，确定滤波器参数（截止频率、通带增益等）；2. 组装电路，连接信号发生器和示波器；3. 输入不同频率的正弦波信号，观察滤波器输出信号的波形和幅度；4. 调整电路参数，使滤波器满足设计要求；5. 测量滤波器的性能指标，如截止频率、通带增益、阻带衰减等；6. 对实验结果进行分析和总结。
五、实验结果与分析1. 有源低通滤波器电路如图1所示，其中R1、R2、C1、C2为电路元件。
图1 有源低通滤波器电路2. 输入频率为1kHz的正弦波信号，观察滤波器输出信号的波形和幅度。
如图2所示。
图2 输入频率为1kHz的滤波器输出信号3. 输入频率为10kHz的正弦波信号，观察滤波器输出信号的波形和幅度。
如图3所示。
图3 输入频率为10kHz的滤波器输出信号4. 调整电路参数，使滤波器满足设计要求。
低通滤波器设计实验报告
低通滤波器设计实验报告实验报告：低通滤波器设计实验一、引言二、实验目的1.了解低通滤波器的工作原理；2.学习设计并实现一个基本的低通滤波器；3.掌握滤波器的性能指标及测试方法。
三、实验原理（插入低通滤波器的频率特性图）低通滤波器的频率特性通常由三个主要指标来描述：截止频率、通带增益和阻带抑制。
截止频率是指在该频率上，滤波器输出信号的幅度下降到输入信号幅度的一半。
通带增益是指在截止频率以下，滤波器对信号的放大倍数。
阻带抑制是指在截止频率以上，滤波器对信号的削弱。
根据实验要求，我们将设计一个RC低通滤波器。
RC低通滤波器使用一个电阻-电容（RC）电路来实现滤波功能。
其理论的3dB截止频率可由以下公式计算得出：f_c=1/(2πRC)四、实验步骤1.根据实验要求，选择合适的电阻R和电容C的数值。
推荐选择R为1kΩ，C为1uF；2.连接电阻和电容组成RC低通滤波器电路；3.输入测试信号，通过滤波器；4.测试输出信号，并记录测量值；5.使用示波器观察输入和输出信号的波形，比较滤波效果。
五、实验结果实验中我们选择了电阻值为1kΩ，电容值为1uF的RC低通滤波器进行设计。
通过实验测试，我们在输入方波信号中观察到了明显的滤波效果。
输出信号的高频分量被滤除，输出波形更加平滑。
使用示波器测量了输入和输出信号的幅度并记录如下：（插入输入输出信号的幅度测量表）根据测量结果，我们可以计算出滤波器的截止频率为：（计算结果）。
通过观察示波器上的波形，我们发现输出信号的幅度在截止频率以下保持稳定放大，而在截止频率以上则逐渐衰减。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了低通滤波器的基本原理，并设计并实现了一个基本的RC低通滤波器。
通过观察示波器上的波形和测量输出信号的幅度，我们判断滤波器的截止频率和滤波效果。
本次实验的结果表明，RC低通滤波器可以有效滤除输入信号中的高频分量，从而实现对低频信号的保留。
滤波器的截止频率和增益等参数可以通过选择合适的电阻和电容数值来实现。
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1、 课题背景滤波器是具有一定传输选择特性的、对信号进行加工处理的装置，它允许输入信号中的一些成分通过，抑制或衰减另一些成分。
其功能是将输入信号变换为人们所需要的输出信号。
滤波器按照处理的信号不同可分为模拟滤波器和数字滤波器；按功能不同可分为低通、高通、带通和带阻。
本次课设是完成低通滤波器的设计，目前常用的方法有模拟滤波器设计的巴特沃斯和切比雪夫滤波器以及数字滤波器设计的冲激响应不变法和双线性变换法。
巴特沃斯滤波器的频率特性曲线，无论在通带还是阻带都是频率的单调减函数。
因此，当通带边界处满足指标要求时，通带内肯定会有较大富余量。
因此，更有效的设计方法应该是将逼近精确度均匀地分布在整个通带内，或者均匀分布在整个阻带内，或者同时均匀分布在两者之内。
这样，就可以使滤波器阶数大大降低。
切比雪夫滤波器的幅频特性就具有这种等波纹特性。
它有两种形式： 振幅特性在通带内是等波纹的、在阻带内是单调下降的切比雪夫Ⅰ型滤波器； 振幅特性在通带内是单调下降、在阻带内是等波纹的切比雪夫Ⅱ型滤波器。
脉冲响应不变法的优点是频率变换关系是线性的，即ω=ΩT ，如果不存在频谱混叠现象，用这种方法设计的数字滤波器会很好地重现原模拟滤波器的频响特性。
另外一个优点是数字滤波器的单位脉冲响应完全模仿模拟滤波器的单位冲激响应波形，时域特性逼近好。
但是，有限阶的模拟滤波器不可能是理想带限的，所以，脉冲响应不变法的最大缺点是会产生不同程度的频率混叠失真，其适合用于低通、带通滤波器的设计，不适合用于高通、带阻滤波器的设计。
双线性变换法的优点：避免了频率响应的混叠，数字域频率与模拟频率之间是单值映射。
缺点：除了零频附近外，数字域频率与模拟频率之间存在严重非线性。
2、 方案设计2.1、模拟滤波器具有单调下降的幅频特性1、由技术指标要求确定滤波器阶次对于本次课设，已经要求是三阶，故此步可省略2、由阶次确定归一化后的表达式对于3阶的归一化表达式为：1221)(23+++=p p p p H （1）3、由截止频率去归一化 令cw p s =代入上式得到去归一化后的结果（c w 是截止角频率，当Hz f c 100=时，s rad w c /628=）：)10945.3628)(8.627(1048.2)(528⨯+++⨯=s s s s H 设计的滤波器的频域特性曲线如下图：幅频特性曲线在s rad w c /628=（Hz f c 100=）处开始下降，满足设计要求。
在simulink 中搭建一个完整系统，进行滤波效果仿真验证：图中的输入信号为叠加了高频噪声的100Hz 的正弦信号，经过滤波前后的信号波形如下图：经过滤波处理后，输出信号更为光滑，含有的无用成分减少了上图为EWB 仿真的3阶有源低通滤波器的电路图，其传递函数为：32132132132133122313111313213211431)(23C C RxC R R C C RxC R R R C R R Rx C R s C C R R C R C R s s C C C R R R RxR R R s H +++++-= （2） 对比（1）（2）可得为了方便计算取：R1=R2=R3=R4=1Ω,C1=C3=1F,C2=0.25F,Rx=4R1还要进行一步去归一化处理：归一化主要包括频率归一化和阻抗归一化两部F ω在数值上等于实际要求的截止角频率，但无量纲。
对于阻抗：F N Z R R /=, 对于电容：C Z C F F N ω=已知归一化的 RN , CN , 通过上述公式可以求出实际的 R, C 值指标要求：截止频率628（f=100Hz ）,选取R1=R2=R3=R4=10M Ω 则6281628==F ω，M M Z F 10110== nF F C C 16.010*********=⨯⨯==,nF F C 04.0101062825.026=⨯⨯= 代入上图中，用波特仪观察滤波器的幅频特性曲线如下图：在100Hz 处开始下降，电路结构满足设计要求上图分别为切比雪夫1型、2型。
幅频特性在通带或者阻带有等波纹特性，可以提高选择性1、由技术指标要求确定滤波器阶次对于本次课设，已经要求是三阶，故此步可省略2、由阶次确定归一化后的表达式3、由截止频率去归一化 令cw p s =代入得到去归一化后的结果 设计的滤波器的频域特性曲线如下图：幅频特性曲线在s rad w c /628=（Hz f c 100=）附近开始下降，满足设计要求。
用和巴特沃斯滤波器同样的方法得到加入噪声后的信号滤波后波形：信号波形曲线和巴特沃斯滤波器的相似，在高频滤波方面两者效果相近。
2.2、数字滤波器对于有计算机参与的控制系统，必须要进行信号的转换，把模拟信号转换为数字信号计算机才能识别，因此就有数字滤波器的设计必要冲激响应不变法是使数字滤波器的单位冲激响应等于模拟滤波器的单位冲激响应的等间隔采样。
T ω=Ω 为了避免频率混叠失真，对采样周期的选取应满足T s /πω<设计步骤：1.根据指标要求求出模拟滤波器的表达式2.利用T ω=Ω将表达式从S 平面转换到Z 平面仿真验证:设计的滤波器的频域特性曲线如下图：幅频特性曲线在Hz f c 100=处开始下降，满足设计要求。
在simulink 中搭建数字信号系统，进行滤波效果仿真验证：第一条波形曲线是100Hz 的正弦数字信号，第二条波形曲线是叠加了400Hz 的等幅值正弦数字信号的曲线，第三条波形曲线是经过低通滤波后的输出信号。
采样频率为1000Hz 。
可看出经过滤波后，信号基本复原了有用信号的波形。
利用 ⎪⎭⎫ ⎝⎛Ω=2tan 2T ω 变换将整个S 平面频率轴上的频率范围压缩到T /π±之间，避免了频率混叠失真。
设计步骤和冲激响应不变法一样。
仿真验证：设计的滤波器的频域特性曲线如下图：幅频特性曲线在Hz f c 100 处开始下降，满足设计要求。
在simulink 中搭建数字信号系统，进行滤波效果仿真验证：第一条波形曲线是100Hz 的正弦数字信号，第二条波形曲线是叠加了1000Hz 的等幅值正弦数字信号的曲线，第三条波形曲线是经过低通滤波后的输出信号。
采样频率为10000Hz 。
可看出经过滤波后，信号基本复原了有用信号的波形。
2.3、比较分析上图的输入信号均为100Hz 的正弦信号同时叠加了等幅值的1000Hz 的正弦信号 从左到右从上到下依次为：巴特沃斯3、4、5阶，切比雪夫3、4、5阶滤波器横向比较可看出：随着阶次越高，滤波效果越好纵向比较可看出：同一阶次下，切比雪夫滤波器比巴特沃斯滤波器效果好；但是当无用信号频率较高时，两者效果近似，因为切比雪夫滤波器的优点只是体现在过渡带。
在阻带对于切比雪夫2型效果反不如巴特沃斯滤波器。
下图为双线性变换法设计3阶低通滤波器的幅频特性曲线:可看出，随着频率的增加，非线性越严重。
冲激响应不变法：优点：频率变换关系是线性的，时域特性逼近好。
缺点：频率混叠失真双线性变换法：优点：避免了频率响应的混叠。
缺点：除了零频附近外，变换存在严重非线性2.4、软件设计一些matlab 语句：[z,p,k]=buttap(N); %N 阶巴特沃斯滤波器bode(sys); %画出系统的伯德图，即频域相应曲线[z,p,k]=cheb1ap(N,0.1) %N 阶切比雪夫滤波器1型下面为冲激响应不变法的程序：wp=0.2*pi;ws=0.4*pi;rp=1;rs=15; %数字指标要求[n,wn]=buttord(wp,ws,rp,rs,'s')[z,p,k]=buttap(n);[bap,aap]=zp2tf(z,p,k);[b,a]=lp2lp(bap,aap,wn)[bz,az]=impinvar(b,a) %冲激响应不变法figure(1);freqz(bz,az,1024,1000); %绘制频域曲线下面为双线性变换法的程序：fs=10000; %采样频率wp=628; %通带截止频率ws=2000; %阻带截止频率rp=1; %到达通带截止频率处下降的幅值，1dBrs=15; %到达阻带截止频率处下降的幅值，15dB[n,wn]=buttord(wp,ws,rp,rs,'s')[z,p,k]=buttap(n);[bap,aap]=zp2tf(z,p,k);[b,a]=lp2lp(bap,aap,wn);[bz,az]=bilinear(b,a,fs) %双线性变换法figure(1);freqz(bz,az,1024,fs); %绘制频域响应曲线3、课设小结通过这次课设在专业知识方面我学到了很多东西，狭义地说是关于低通滤波器的设计，以及巴特沃斯低通滤波器的物理实现，广义上来说我了解了多种关于滤波器的设计方案以及它们的优缺点、适用场合，扩充了知识储备。
以后再遇到滤波器的问题，我想我可以更快更深入地解决了。
4、致谢首先要感谢学校给我们这样一次动手实践的机会，并分配师资帮助我们解决困难。
然后要感谢我们的指导老师，在我困惑时给我指明了方向。
课设结束了，在收获知识的同时，我还收获了阅历，收获了成熟。
课程设计是培养学生综合运用所学知识发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
平时上课可能只需要把课本的知识、老师的讲解掌握了就行，考试可以考得不错，但是到真正实践时就会发现自己的知识欠缺，不亲自去动手、去实践，你永远不会知道会遇到什么问题，也就不会有那种通过自己的努力解决问题的喜悦。
我觉得我们在课堂上所学的是对某一方面知识的初步认识，知识面广却不精，但是却可以给我们一个印象，以便以后遇到时可以更好地深入研究。
“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，通过实践研究自己获得的知识远远比老师教的更持久。
在这次课设中也遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。
一切问题必须靠自己的一点一滴的解决，而在解决的过程中你会发现自己在飞速的提升。