通信毕业设计——基于线性变换滤波器的设计
通信工程专业本科毕业论文语音信号去噪——数字滤波器的设计
语音信号去噪 ——数字滤波器的设计摘要：在现代各种通信系统中，由于自然界中的各种各样的复杂噪声不免会掺杂在其中，数字信号处理这门经典学科恰好能够解决这个问题，其中最通用的方法就是利用滤波器来滤除这些杂波噪声，FIR 数字滤波器就是滤波器设计的基本部分。
本论文研究的主要内容就是基于Matlab 软件仿真设计一个数字滤波器，将掺杂在语音信号中的高频噪音消除，在此将分析消除高频噪音前后语音信号的时域及频域特性，对比分析即可验证滤波前后特性差别。
在本课题中，将利用简单的窗函数法来设计FIR 数字滤波器，通过Matlab 仿真说明所设计滤波器的正确性。
仿真说明所设计滤波器的正确性。
通过这次毕业设计，通过这次毕业设计，将会进一步理解语音信号原理分析及滤波处理，为更好的设计滤波器打好基础。
波处理，为更好的设计滤波器打好基础。
关键词：Matlab ；窗函数法；FIR 数字滤波器数字滤波器 Remove noise in the speech signal ————the design of digital filter the design of digital filter Abstract ：In modern communication systems, a variety of complex noise may mix in the nature of sounds. The classic disciplines of the digital signal processing can solve this problem, one of the most common method is to use a filter to filter those clutter noise. FIR digital filter is the basic part part of of of filter filter filter design. design. The The main main main research research research content content content of of of this this this paper paper paper is is is based based based on on on Matlab Matlab Matlab software software software simulation simulation simulation to to design a digital filter, in which to cancel the high frequency noise of the speech signal, then it will eliminate the high high frequency frequency frequency noise noise noise and and and the the the speech speech speech signals signals signals from from from time time time domain domain domain and and and frequency frequency frequency domain domain domain characteristics characteristics characteristics in in in this this analysis analysis before before before and and and after, after, after, and and and analysis analysis analysis the the the differences differences differences test test test the the the filtering filtering filtering characteristics. characteristics. characteristics. In In In this this this issue, issue, issue, using using using a a simple simple window window window function function function method method method to to to design design design a a a FIR FIR FIR digital digital digital filter, filter, filter, Matlab Matlab Matlab simulation simulation simulation shows shows shows the the the correct correct correct of of of the the designed filter. Through the design of this graduation design, we will understand the principle of speech signal analysis and filtering, and lay the foundation for the filter design.Key words: Matlab; window function method; FIR digital filter 作 者指导教师目录1 引言................................................................................................................................................ 31.1 课题研究现状课题研究现状 ....................................................................................................................... 31.2 课题研究目的课题研究目的 ....................................................................................................................... 31.3 课题研究内容课题研究内容 ....................................................................................................................... 31.4 MA TLAB软件设计平台简介 .............................................................................................. 4 2 原始语音信号采集与处理原始语音信号采集与处理 .............................................................................................................. 52.1 课题设计步骤及流程图课题设计步骤及流程图 ...................................................................................................... 52.2 语音信号处理语音信号处理 ....................................................................................................................... 52.2.1 语音信号的采集语音信号的采集 .......................................................................................................... 52.2.2 语音信号的时域频谱分析语音信号的时域频谱分析 .......................................................................................... 62.2.3 语音信号加噪与频谱分析语音信号加噪与频谱分析 .......................................................................................... 8 3 FIR数字滤波器的设计数字滤波器的设计 (10)3.1 数字滤波器基本概念数字滤波器基本概念 (10)3.2 常用窗函数介绍常用窗函数介绍 (10)3.3 FIR数字滤波器概述数字滤波器概述 (10)3.4 FIR滤波器的窗函数设计滤波器的窗函数设计 (11)3.5 滤波器的编程实现滤波器的编程实现 (13)3.6 用滤波器对加噪语音信号进行滤波用滤波器对加噪语音信号进行滤波 (14)3.7 回放语音信号回放语音信号 (16)4 结论 (17)致谢 (18)参考文献 (19)参考文献20世纪60年代中期数字信号处理领域形成的诸多富有实践性的的理论和算法，如快速傅立叶变换（FFT ）以及各种数字滤波器等是语音信号数字处理的各项理论和技术基础。
基于双线性变换法的IIR滤波器的设计
图（） ６
设 计 开发
下面我们就 图 （ ） ４ 所表示 的数字滤波过程分别通 过ＭＡ ＡＢ ＴＬ 就可 以观 察模 拟的ｙｔ信号 。 （ ） 软件编程 和５ 单 片机 软硬结合 来仿真实现 。 １ ３ 、ＭＡＴＬ ＡＢ 的软件 仿 真
２ 基 于 ５ 单 片 机 的数 字 滤 波 器 的 实现 、 １
根据双线性变换的思想， 可以直接由 （ ） ／ 得到日 （）具体 ｚ ，
变换 由上面的推导可以得 到 ， 其实在这个过程 中有一个过渡过程 ：
Ｈ （ 到 ， ） Ｈｄｚ ， Ｈ （ 到 ） （ 到 （）而 ） （ 的过程就可 以从 （） ） ２式
中得到 ，２式相 当于一个频率畸变的过程 ， （） 这也是双 线性变换的一 个缺 点 ， 由“２ ＝ｃ ｔｎ ｒ × ａ （ ） ” 以 把 我 们 想 要模 拟 的 ｅ 可
拟 滤波 器的 一 些 问题 进行 论 述 ， 用 的发 法 是双 线性 变换 法 。 采 关键 词 ： 双线性 变换 Ｉ Ｉ Ｒ滤波 器 ＭＡ Ｌ Ｂ 单 片机 ＴＡ 中 图分 类号 ： Ｎ７ ． Ｔ １ ７ ３ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ７９ １ （ ０ ２０ — １ ０ ０ １ ０ — ６２ １ ） ５０ ３ —２ ４
图 （ 实 际模 拟滤波器 的脉冲响应 （ １） ｆ ）
得到 （ 图（ ） 图（ ） 。 ４ 与 ５ 是等价的 。
截 止频率
ｆｌ ／Ｚ ｛
图（ ２）
（ 的傅里叶变换 （ ） ｆ ） ＿ 厂
（） ，
图（） ５
’
音
寿
ｔ ）
）
③ ３ 渡滤的响ｄ 图） 模波频应＿ （过拟器率Ｈ （ 厂 ）
２ ｆ ＝ ＣＸｔ ｎ Ｊｉ Ｔ 兀 ｃ ａ （ ｘ ｒ ｓ
设计IIR滤波器的双线性变换法
⑥ 求相对f s2=45.125kHz处的阻带的最小衰减
|
H
(
j s
)
|2
1
1 (s /
c
)2
N
满足： s
的任意T值。
T
只要保证将模拟频率在带限之间，不会产生因多值映
射产生频率混迭现象即可。
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典型例题
例：利用双线性变换法设计巴特沃斯型数字低通滤波器
设计参数：通带数字截止频率 p 0.25 ，通带内最大 衰减 Ap 0.5dB，阻带数字截止率 s 0.55 ，阻带内
设计IIR滤波器的双线性变换法
设计思想 1、脉冲响应不变法的主要缺点：对时域的采样会造成频 域的“混叠效应”，故有可能使所设计数字滤波器的频 率响应与原来模拟滤波器的频率响应相差很大，而且不 能用来设计高通和带阻滤波器。 原因：从S平面到Z平面的映射是多值映射关系
脉冲响应不变法的映射过程图示
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求 得 c 0.588148
反归一化得：
H (s) Ha (s / c )
0.203451 (s 0.588148)(s2 0.588148s 0.345918)
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典型例题
⑤ 用双线性变换式求得H(z) 。
H
(z)
H
(s)
s
1 1
z z
1 1
(1
0.259328z
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19
设计IIR数字滤波器的频率变换法
2、归一化模拟低通原型到数字带通滤波器的频率变换 方法：直接寻求从模拟低通到数字带通之间的映射关系
滤波器设计与信号滤波课程设计报告
中北大学信息与通信工程学院课程设计报告题目: 滤波器设计与信号滤波专业: 电子信息科学与技术班级: 12050142**: ***时间: 2015.06.28～2015.07.10****: ***完成日期: 2015年07月 10日课程设计任务书课程设计任务书目录1 设计背景 (3)2m a t l a b (3)3 滤波器性能分析和比较 (9)4 滤波器的程序及参数设定 (15)5 滤波器处理结果及分析 (18)6实验总结与体会 (20)7 主要参考文献 (20)1.设计背景滤波器是一种能使有用信号顺利通过而同时对无用频率信号进行抑制（或衰减）的电子装置。
随着大功率电子器件的出现, 谐波干扰已经是工业生产和科研事业发展的巨大的障碍, 应运而生的滤波器产品也就派上用场, 滤波器的发展前景是不可小视的, 可以说凡有电子产品的地方必有滤波器产品。
在近代电信设备和各类控制系统中, 滤波器应用极为广泛, 在所有的电子部件中, 使用最多, 技术最为复杂的要算滤波器了。
滤波器的优劣直接决定产品的优劣及整个系统的性能。
所以, 对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。
工程上常用滤波器来做信号处理、数据传送和抑制干扰等。
以往主要采用无源元件R、L和C组成模拟滤波器, 六十年代以来, R、C组成的有源滤波器, 具有不用电感、体积小、重量轻等优点, 随着微电子学的发展, 基于放大器和R、C构成的有源滤波器应用日益广泛。
人们已经可以把一些电阻和电容与运放集成在一块芯片上构成通用有源滤波器。
这种芯片集成度高, 片内集成了设计滤波器所需的电阻和电容, 在应用中只需极少数外部器件就可以很方便地构成一个有源滤波器。
到70年代后期, 上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。
80年代, 致力于各类新型滤波器的研究, 努力提高性能并逐渐扩大应用范围。
90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。
因此滤波器的发展对于一个国家的经济产业起到很重要的作用。
太原理工大学数字信号处理实验三用双线性变换法设计IIR滤波器
实验三 用双线性变换法设计IIR 滤波器一、实验目的1、了解两种工程上最常用的变换方法：脉冲响应不变法和双线性变换法。
2、掌握双线性变换法设计IIR 滤波器的原理及具体设计方法，熟悉双线性法设计低通、带通和高通IIR 滤波器的计算机程序。
3、观察用双线性变换法设计的滤波器的品与特性，并与脉冲响应不变法相比较，了解双线性变换法的特点。
4、熟悉用双线性变换法涉及数字Butterworth 和Chebyshev 滤波器的全过程。
5、了解多项式呈几何多项式乘方运算的计算机变成方法。
二、实验原理与方法1、确定数字滤波器的性能指标。
这些指标包括：通带、阻带临界频率pf 、s f ；通带内的最大衰减pα；阻带内的最小衰减s α；采样周期T 。
2、确定相应的数字频率，Tf T f s s p pπωπω2,2==。
3、计算经过频率预畸的相应参考模拟低通原型的频率)2(),2(s s p p tg tg ωω=Ω=Ω。
4、计算低通原型阶数N ，计算3db 归一化频率c Ω，从而求得低通原型的传递函数)(s H a 。
5、用上表中所列变换公式1111--+-=zz s ，代入)(s H a ，求得数字滤波器传递函数)(z H =1111|)(--+-=zz s a s H 。
6、分析滤波器频域特性，检查其指标是否满足要求。
三、实验内容及步骤1、采样频率为1HZ，设计一个Chebyshev高通数字滤波器其中通带临界频率fp=0.3HZ,通带内衰减小于0.8db(α=0.8db),阻带临界频率fs=0.2HZ,p阻带内衰减大于20db(α=20db)。
求这个数字滤波器的传递函数H(z)，输s出它的幅频特性，观察其通带衰减和阻带衰减是否满足要求。
高通数字滤波器的设计f=1; fp=3/10; fs=2/10; Rp=0.8; Rs=20;[n,Wn]=cheb1ord(2*fp/f,2*fs/f,Rp,Rs);[b,a]=cheby1(n,Rp,Wn,'high');freqz(b,a,512,1)b =0.0262 -0.1047 0.1570 -0.1047 0.0262a =1.0000 1.5289 1.6537 0.9452 0.2796n =4 Wn =0.60002、采样频率为1HZ ，设计一个数字低通滤波器，要求其通带临界频率fp=0.2HZ ，通带内衰减小于1db(dbp1=α),阻带临界频率fs=0.3HZ,阻带内衰减25db(dbs 25=α)。
基于双线性变换法的IIR-DF设计
数字信号处理课程设计报告书课题名称 基于双线性变换法的IIR-DF 设计姓 名 学 号院 系 通信与电子工程学院专 业 指导教师2012年 06 月01 日※※※※※※※※※ ※※※※※※ ※※※※※※※※※ 2009级学生数字信号处理课程设计基于双线性变换法的IIR-DF设计1 设计目的（1）熟悉用双线性变换法设计IIR-DF（低通、带通、带阻、高通）的原理与方法；（2）掌握IIR-DF的MATLAB的实现；（3）学会MATLAB的函数编写及其调用。
2 设计原理2.1 IIR滤波器设计的原理IIR数字滤波器的设计一般是利用目前已经很成熟的模拟滤波器的设计方法来进行设计，通常采用模拟滤波器原型有butterworth函数、chebyshev函数、bessel 函数、ellipord函数等。
IIR数字滤波器的设计步骤：（1）按照一定规则把给定的滤波器技术指标转换为模拟低通滤波器的技术指标；（2）根据模拟滤波器技术指标设计为响应的模拟低通滤波器；（3）跟据脉冲响应不变法和双线性不变法把模拟滤波器转换为数字滤波器；（4）如果要设计的滤波器是高通、带通或带阻滤波器，则首先把它们的技术指标转化为模拟低通滤波器的技术指标，设计为数字低通滤波器，最后通过频率转换的方法来得到所要的滤波器。
在MATLAB中，经典法设计IIR数字滤波器主要采用以下步骤：图2.1 IIR数字滤波器设计步骤2.2 双线性变换法双线性变换法是将s 平面压缩变换到某一中介1s 平面的一条横带里，再通过 标准变换关系)*1exp(T s z =将此带变换到整个z 平面上去，这样就使s 平面与z 平面之间建立一一对应的单值关系，消除了多值变换性。
为了将s 平面的Ωj 轴压缩到s1平面的Ωj 1轴上的pi -到T pi 一段上，可以通过以下的正切变换来实现： )21tan(21T T Ω=Ω (2.1) 这样当1Ω由pi -经0变化到T pi 时，Ω由∞-经过0变化到∞+，也映射到了整个Ωj 轴。
滤波器的设计毕业设计
滤波器的设计毕业设计滤波器的设计毕业设计引言：滤波器是电子领域中常用的一种电路元件，它可以对信号进行滤波处理，去除不需要的频率成分，使得信号更加纯净和稳定。
在各种电子设备中，滤波器的设计和优化是非常重要的一环。
本文将探讨滤波器的设计原理、常见的滤波器类型以及滤波器在实际应用中的一些案例。
一、滤波器的设计原理滤波器的设计原理基于信号的频域分析和滤波特性。
信号可以分解为不同频率的成分，而滤波器的作用就是选择性地通过或阻断特定频率范围内的信号。
滤波器的设计需要考虑到滤波器的频率响应、幅频特性、相频特性等多个因素。
二、常见的滤波器类型1. 低通滤波器：低通滤波器可以通过滤除高频信号，只保留低频信号。
在音频设备中，低通滤波器常用于去除噪音和杂音，提高音质。
在无线通信中，低通滤波器可以用于滤除高频干扰信号，保证通信质量。
2. 高通滤波器：与低通滤波器相反，高通滤波器可以通过滤除低频信号，只保留高频信号。
在音频设备中，高通滤波器常用于增强音乐的高频部分，提高音质。
在图像处理中，高通滤波器可以用于边缘检测和图像锐化。
3. 带通滤波器：带通滤波器可以选择性地通过一定范围内的频率信号，滤除其他频率范围的信号。
在无线通信中，带通滤波器可以用于选择性地接收特定频率范围的信号，提高通信效果。
4. 带阻滤波器：带阻滤波器可以选择性地阻断一定范围内的频率信号，保留其他频率范围的信号。
在音频设备中，带阻滤波器可以用于去除特定频率的噪音信号。
三、滤波器在实际应用中的案例1. 音频设备中的滤波器设计：在音频设备中，滤波器的设计对于音质的提升至关重要。
通过合理设计低通滤波器和高通滤波器，可以去除杂音和不需要的频率成分，使得音乐更加清晰和纯净。
在音响系统中，带通滤波器的设计可以用于调节音乐的频率范围，使得音乐更加丰富和动感。
2. 通信系统中的滤波器设计：在无线通信系统中，滤波器的设计对于信号的接收和发送至关重要。
通过合理设计带通滤波器和带阻滤波器，可以选择性地接收或阻断特定频率范围的信号，提高通信质量和抗干扰能力。
基于MATLAB 双线性变换法IIR 滤波器的设计
基于MATLAB 双线性变换法IIR 滤波器的设计作者：陈虹兵常芬王雨黄亚男来源：《电脑知识与技术》2016年第17期摘要：滤波是信号处理的基础，因此滤波器的设计也就成为数字信号处理的基本问题之一。
数字滤波是对数字信号处理不可或缺的环节，其好处远远大于模拟滤波器。
本文应用MATLAB，实现了用双线性变换法设计IIR滤波器，完成了模拟滤波器到数字滤波器的转换，该设计方法效率高，可靠性强。
关键词：MATLAB；双线性变换法；无限脉冲响应IIR；滤波器中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）17-0215-02Abstract： Filtering is based signal processing， so the filter design has become one of the fundamental issues of digital signal processing. Digital filtering is an integral part of the digital signal processing， the benefits far outweigh the analog filter. In this paper， MATLAB realized by bilinear transform IIR filter design， completed the analog filter to a digital filter conversion. The design method has high efficiency and high reliability.Key words： MATLAB； Bilinear transform； Infinite impulse response IIR； Filter通信、自动控制、雷达、军事、语音、图像处理等很多领域均需要用到数字滤波。
毕业设计(论文)LC带通滤波器的设计与仿真设计
摘要随着电子信息的发展，滤波器作为信号处理的不可缺少的部分，也得到了迅速的发展。
LC滤波器作为滤波器的一个重要组成部分，它的应用相当的广泛。
因此对于它的设计也受到人们的广泛关注。
如何设计利用简单的方法设计出高性能的LC滤波器是人们一直研究的课题。
本文从滤波器的基本概念着手，层层深入的介绍了LC带通滤波器的设计过程，按照滤波器的经典设计方法，运用前人得出的一些数据手册，通过对实例的研究，简单的设计出了LC 带通滤波器。
然后把设计出的电路在Multisim8.3.30软件上进行仿真，最后把得出的结果与通过用matlab 7.1中信号处理工具箱里专用的滤波器设计分析工具fdatool设计出的滤波器进行对比，得出方法的有效性。
关键词：LC带通滤波器设计Multisim8 fdatool 仿真ABSTRACTWith the development of electronic information, signal processing filter as an indispensable part, has been rapid development. LC filter filter as an important part of its application of a broad. Therefore it is designed also to be people's attention. How to design a simple way to design high-performance LC filter people had been studying the subject.From the basic concept of filter start layers of depth on the LC filter with the design process, in accordance with the filter of classical design methods, the use of their predecessors that some data sheet, through the example of the study, the simple Designed to bring the LC filter. And then design a circuit in Multisim8.3.30 software simulation, the results of the final and by using matlab 7.1 signal processing in the toolbox for the filter design analysis tool designed to filter fdatool compared draw The effectiveness of the method.Keywords: LC band-pass filter design Multisim8 fdatool Simulation目录第一章绪论 (1)1.1滤波器简介 (1)1.1.1滤波器的概念 (1)1.1.2滤波器的种类 (2)1.2L C滤波器概述 (4)1.2.1L C滤波器的两种类型 (4)1.3国内外滤波器的发展和研究现状 (5)1.3.1滤波器的发展状况 (5)1.3.2国内外投入滤波器产业概况 (6)1.3.3滤波器的前景 (7)1.3.4几种新型滤波器介绍 (8)1.4研究工作概要和内容安排 (9)1.4.1研究工作概要 (9)1.4.2论文章节安排 (9)第二章滤波器的特性 (11)2.1理想滤波器的特性 (11)2.2实际滤波器的特性 (14)2.2.1巴特沃斯特性 (15)2.2.2切比雪夫特性 (16)2.2.3贝塞尔特性 (16)2.2.4椭圆特性 (17)第三章L C带通滤波器的设计 (19)3.1归一化切比雪夫低通滤波器 (19)3.1.1切比雪夫滤波器 (19)3.1.2阶数的决定 (20)3.1.3归一化切比雪夫低通滤器 (21)3.2由低通到带通的变换 (23)3.2.1理论分析 (24)3.2.2实际应用 (28)3.3实例研究 (30)第四章滤波器的仿真 (35)4.1f d a t o o l工具的介绍和应用 (35)4.2M u l t i s i m8的介绍及应用 (37)4.2.1电路的创建 (38)4.2.2仿真 (39)结束语 (43)致谢 (45)参考文献 (47)第一章绪论当今的社会是一个信息化社会，信号的处理是人们不可避免的问题，因此滤波器作为信号处理的装置得到广泛的应用。
武汉理工大学通信工程基于MATLAB和双线性变换法的数字巴特沃斯高通IIR滤波器
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 基于MATLAB和双线性变换法的数字巴特沃斯高通IIR滤波器初始条件：1）MA TLAB软件2）数字信号处理与图像处理基础知识3）双线性变换法的原理和算法4）巴特沃斯高通滤波器的性能指标要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周。
2、技术要求：1）利用MATLAB仿真软件系统结合双线性变换法设计一个数字巴特沃斯高通IIR滤波器2）在数字信号处理平台上（PC机、MA TLAB仿真软件）进行软件仿真设计并进行调试和数据分析。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：1、年月日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、年月日至年月日，方案选择和电路设计。
3、年月日至年月日，电路调试和设计说明书撰写。
4、年月日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1 数字滤波器 (1)1.1 数字滤波器的基本概念 (1)1.2 数字滤波器的分类 (1)1.3 数字滤波器的MATLAB实现 (1)2 双线性变换法 (3)2.1 双线性变换法知识简介 (3)2.2 双线性变换法设计数字滤波器原理 (3)3设计任务及方案选择 (5)3.1设计任务 (5)3.2方案设计论证与选择 (5)4数字滤波器的设计 (7)4.1设计方法 (7)4.2设计步骤 (8)4.3设计实例及仿真 (8)5 总结与体会 (14)6参考文献 (15)摘要数字滤波器是数字信号处理的基础，用来对信号进行过滤、检测与参数估计等处理，在通信、图像、语音、雷达等许多领域都有着十分广泛的应用。
尤其在图像处理、数据压缩等方面取得了令人瞩目的进展和成就。
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序号（学号）：040740401长春大学光华学院毕业设计（论文）基于电流镜线性变换滤波器的设计姓名张智系别信息工程学院专业通信工程班级07404指导教师王春悦（副教授）2011 年 6 月10 日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊基于电流镜线性变换滤波器的设计[摘要]本文主要研究基于电流镜的通用N阶电流模式滤波器的设计与实现。
了解基本型电流镜的内部结构，对基本型电流镜的特性，输入、输出阻抗特性，扩展输出端的电流镜进行计算机仿真。
利用基本型电流镜实现理想积分器、带耗积分器、加法器等基本单元电路，并利用这些基本单元电路设计二阶和四阶电流模式电流镜滤波器。
文中研究了四阶电流模式电流镜滤波器的信号流图设计方法，设计了一种基于电流镜的电流模式四阶滤波器电路结构。
该滤波器可以实现低通、高通、带通、带阻及全通滤波响应特性。
电路具有灵敏度低，多功能的特点，适于实现全集成连续时间滤波器。
文中给出了实现电路，分析并模拟了所设计的滤波器的传递特性。
针对本文设计的所有电路，完成了计算机仿真。
PSPICE仿真结果表明，设计的电路方案正确有效。
[关键词]电流模式电流镜积分器连续时间滤波器┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊Linear transformation based on current mirror filterdesign[ABSTRACT]The design methods and circuit realization of current-mode General N-order filters based on current mirror are mainly researched in this article. The internal structure of the basic current mirror is learned, and the computer simulations of the peculiarity of basic current mirror, the peculiarity of the input resistance and output resistance and the extended output current mirror are carried out. Basic unit circuit (ideal integrator, lossy integrator, differentiator, adder etc.) realized by basic current mirror is designed. Using these basic unit circuit we designed 2th and 4th order current-mode current mirror filters.A multi-function current-mode 4th order filter configuration using current mirrors is proposed. The filter can realize low-pass, high-pass, band-pass, band-reject and all-pass filtering responses. The filter circuit is low sensitivity, versatility and suitable for fully integration.The realizable circuit is carried out, and the transmitted peculiarity of the proposed filter is analyzed and simulated. The computer simulations of all the proposed circuits in the essay are carried out, the results of PSPICE show that the proposed circuits are correct.[Keywords]current-mode current mirror integratorcontinuous－time filters┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章绪论 (1)1.1 全集成连续时间滤波器发展状况综述 (1)1.1.1模拟集成滤波器的发展与回顾 (1)1.1.2模拟全集成滤波器分类 (2)1.2 全集成电流模式连续时间滤波器综述 (3)1.2.1电流模式电流镜滤波器 (3)1.2.2电流模式电路的性能特点 (4)1.3 论文的主要思想和内容安排 (4)第2章基本型电流镜的结构及特性 (6)2.1 基本电流镜工作原理 (6)2.2 基本电流镜特性及仿真结果 (8)第3章电流模式基本积分模块电路 (14)3.1单端式电流模式电流镜积分器 (14)3.1.1单端式电流模式有损积分器 (14)3.1.2单端式电流模式无耗积分器 (16)3.2差分式电流模式电流镜积分器 (17)3.2.1差分式无耗积分器 (17)3.2.2差分带耗积分器 (19)第4章电流模式电流镜滤波器的设计 (22)4.1滤波器的概念 (22)4.1.1滤波器的概念 (22)4.1.2滤波器的分类 (22)4.2 电流模式滤波器设计方法 (23)4.2.1滤波器的传递函数 (23)4.2.2传递函数的信号流图表示 (24)4.2.3灵敏度 (25)4.3电流模式电流镜滤波器的设计与仿真 (27)4.3.1双二阶电流模式电流镜滤波器 (27)4.3.2灵敏度分析 (28)4.3.3仿真实验结果 (29)4.3.4四阶电流模式电流镜滤波器 (30)4.3.5仿真实验结果 (32)第5章论文总结与展望 (36)5.1 总结 (36)5.2 全集成电流模式连续时间滤波器研究展望 (36)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊致谢 (38)参考文献 (39)附录程序代码 (40)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章绪论1.1全集成连续时间滤波器发展状况综述电滤波器是由电路元件相互连接构成的一种选频网络。
从 1915 年瓦格纳和坎贝尔发明滤波器的概念以来，滤波器经历了无源分立 RLC 元件、集成线性元件/混合集成电路和单片全集成电路的发展历程，取得了长足的进步。
今天，滤波器已遍及整个电子工业、通讯工业、仪器仪表和控制、计算机科学等领域。
1.1.1模拟集成滤波器的发展与回顾滤波器理论作为一门学科发展至今已有八十年的历史。
最早有关滤波器的概念源于瓦格纳（Wagner）和坎贝尔（Campbell）于 1915 年发明的无源滤波器。
这种滤波器由于电感的原因体积笨重、损耗大，容易引入噪声，且难以小型化集成化。
有源滤波器的发展可追溯到 1938 年的 Scott 的选择放大器；1945 年,Bode(波特)就提出了用高增益反相放大器作为有源元件与无源回路组成反馈放大器理论的基本思想。
1954年,Linvill 用负阻抗变换器的转移阻抗综合实现了第一个有源滤波器。
1965年，单片集成运放的研制成功，使人们用有源技术模拟电感进而完全取代电感成为可能，为有源 RC 滤波器实现奠定了理论基础和物质基础，七十年代发展起来的混合集成电路技术进一步减小尺寸，把有源RC 滤波器技术推向成熟。
随着航天航空技术、现代通讯技术和控制技术的发展，对系统的集成化提出了更高的要求。
由于有源RC滤波器中的电阻集成需要占用较大的芯片面积，而且非线性、相对精度差等缺点，七十年代末期，人们开始研究取代电阻的方法。
1977 年，采用开关电容模拟电阻获得成功，并由此构成开关电容滤波器，这是滤波器从分立走向全集成的重大突破。
然而,开关电容电路也存在很多问题,由于它采用采样数据系统,因而信号频率受时钟频率的制约,限制了它的应用领域。
八十年代以来，滤波器学科转而进入了全集成系统发展的辉煌时代。
1983年，用MOS 晶体管的线性区实现了压控电阻，建立了 MOSFET—C 全集成滤波器；1984 年，用 MOS VLSI 技术实现了跨导—电容（OTA—C）滤波器；1989年，用MOS晶体管和模拟开关构成了开关电流滤波器。
近年来,随着 VLSI 的发展和电流模式技术的崛起,全集成连续时间电流模式滤波器由于具有过去电流模式分立元件综合的基础,因此后来居上,已成为国际学术界所关注的前沿课题,在视频信号处理、硬盘驱动器、通信集成电路(如非对称数字用户环路,Asymmetrical Digital┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊Subscriber Loops,ADSL)和CDMA（Code Division Multiple Access）无线接收技术等方面有着广泛的应用。
1.1.2 模拟全集成滤波器分类模拟全集成滤波器分为两类：采样数据滤波器和连续时间滤波器。
1.采样数据滤波器采样数据滤波器是对模拟信号采样后再进行滤波，然后，通过连续时间平滑滤波后得到所要的连续信号。
SCF 和 SIF 是两种典型的采样数据滤波器。
SCF 技术是通过周期性的开/关电容来模拟电阻。
它的特点是电路的极点和时间常数由电容的比值确定，即使集成工艺使电容有一定的误差，但两个电容的比值误差很小，从而提高了电路的精度。
SIF 是对SCF的改进，它利用了MOS管栅极存储能力，所以不需要外加电容。
它与 SCF 的区别是SIF 是电流采样。
它的特点是：不需要运算放大器，适合于数字 CMOS 集成工艺，且电路以集成模式工作，可以采用低电源标准，特别适合于混合模数系统及高频应用。
采样数据滤波器的共同缺点是：（1）需要对连续时间信号进行采样，因此，系统工作频率受奈奎斯特采样定理的限制；（2）采样带来的时钟馈入问题导致滤波器精度下降、噪声和失真增加；（3）为满足奈奎斯特定理，需要在滤波器前端加防混叠滤波器以对输入信号作带限处理，在后端加平滑滤波器以得到平滑输出。
由于采样过程的存在，高频噪声仍能混叠到基带中，并且滤波器变的非常复杂。
因此，从上世纪 90 年代开始，人们把研究重点投向了电流模式连续时间滤波器。
2.连续时间滤波器工作在连续时间域的滤波器称为连续时间滤波器，其工作方式是对模拟信号进行直接处理。